УФ-фильтры: тёмная и светлая сторона

Интересный факт: разговор о солнцезащитных средствах в разных странах касается абсолютно разных вещей. Пока в странах СНГ идёт обсуждение в плане «быть или не быть» (нужна ли УФ-защита только на пляже или ещё и в повседневной жизни), то жители США, Японии, Австралии пошли уже намного дальше — обсуждают безопасность и эффективность солнцезащитных продуктов.

Например, не так давно в американской прессе очень активно обговаривались результаты исследований, проведённых организацией Environmental Working Group (EWG) [1]: из 952 проанализированных коммерческих солнцезащитных продуктов, продающихся в США, примерно в 80 % были замечания по поводу эффективности защиты. А самое интересное — многие из исследованных продуктов содержали ингредиенты с предполагаемой или фактической токсичностью.

Обобщая материалы многочисленных публикаций на тему безопасности [2-5], можно выделить возможные побочные эффекты от применения средств с УФ-фильтрами:

• контактный дерматит;
• канцерогенез;
• свободнорадикальные реакции;
• генотоксичность;
• местная токсичность;
• системная токсичность;
• дефицит витамина D;
• фотосенсибилизация;
• эстетические недостатки.

Все известные сегодня УФ-фильтры можно разделить на три группы:

• природные;
• физические;
• химические (табл. 1).

Табл. 1. Список наиболее популярных УФ-фильтров

Природные фильтры являются самыми безобидными — к ним относятся некоторые ореховые и фруктовые растительные масла. Но при этом их нельзя назвать полноценными фильтрами, поскольку они в чистом виде дают защиту на уровне SPF 4.

Физические или минеральные фильтры (диоксид титана и оксид цинка) работают как отражатели — буквально «отбивают» световые волны и до недавнего времени считались абсолютно безопасными. Но новейшие данные начали опровергать этот постулат.

Однако больше всего проблем возникает с химическими фильтрами. Давайте разберёмся, почему.

Физические фильтры

Как мы уже говорили, физические фильтры работают как отражатели. Причём чем меньше размер минерального фильтра, тем больше рабочая поверхность отражения — следовательно, фильтр может «отбить» больше УФ-лучей.

До сих пор считалось, что эти фильтры инертны, поскольку находятся исключительно на поверхности кожи, но…

Размер имеет значение

Применение этих фильтров имеет неприятную особенность: при невысокой степени микронизации они забеливают кожу. Казалось бы — чисто эстетический недостаток, однако он имеет ещё и химическую изнанку. Уровень защиты при такой микронизации небольшой, потому требуется закладывать большее количество физических фильтров, чтобы получить высокий SPF.

Проблему постарались решить, доведя уровень микронизации буквально до размера наночастиц. Таким образом, избавились от забеливания кожи, получили высокий уровень защиты (большая рабочая поверхность отражения). А вместе с тем — и риск для живых клеток.

Физические фильтры известны как фотокатализаторы. Это означает, что УФ-лучи возбуждают два электрона на поверхности диоксида титана и этим запускают каскад свободнорадикальных реакций [16]. Микронизация (меньше 60 нм у диоксида титана и меньше 160 нм у оксида цинка) может вызывать повреждение живых клеток [17]. Такой маленький размер частиц позволяет им легко проникать не только в глубокие слои кожи, но и в отдельные клетки (рис. 1).

Рис. 1. Наночастицы диоксида титана проникают в клеточную мембрану фибробластов кожи человека. Размер наночастиц TiO₂ — <25 нм, фото после 48 часов инкубации [19].

Решая проблему свободных радикалов, производители стали покрывать неорганические фильтры специальными покрытиями (диметиконы, двуокись кремния, органические полимеры), которые не позволяют выбивать электроны [18]. Также для создания второй линии защиты кожи от повреждений стали рекомендовать использовать водорастворимые и жирорастворимые антиоксиданты (каротиноиды, витамин С, витамин Е).

Наночастицы с точки зрения закона

Тем не менее, окончательного вердикта по использованию наночастиц в УФ-фильтрах пока нет — работы над изучением долгосрочных последствий их действия ещё ведутся.

В 2009 году Европарламент принял закон, который обязал производителей косметики, содержащей наночастицы, указывать эту информацию на этикетке. Кроме того, для косметики с наночастицами предусмотрена специальная жёсткая процедура тестирования.

Европейские косметические организации заявили, что поддерживают эту меру. По словам Берти Хееринка, главы Европейской косметической ассоциации, объединяющей крупнейших поставщиков косметики (L’Oreal, Unilever и Procter & Gamble), новые правила совпадают «с курсом индустрии красоты на создание безопасной и инновационной продукции, при этом помогают потребителям чувствовать себя в безопасности».

Химические фильтры

На тёмной стороне

Большинство химических UVA/UVB-фильтров имеют ограничения по применению и побочные эффекты. Рассмотрим самые распространённые из них.

Фотонестабильность

Химические фильтры быстро разрушаются под воздействием солнечных лучей, время их распада — от нескольких минут до нескольких часов, что грозит не только ожогом из-за отсутствия защиты, но и риском появления дерматита и, что ещё хуже, возможным канцерогенезом. Это объясняется тем, что при разрушении органических фильтров вырабатываются свободные радикалы.

Уже классическим примером стала парааминобензойная кислота (РАВА, или Padimate). В 1943 году она была запатентована как эффективный UVB-фильтр. Однако позже было установлено её канцерогенное действие [6]. На сегодняшний день этот фильтр разрешено использовать только в смываемых продуктах (например, шампуни).

Ещё одним примером фотонестабильности является авобензон (Avobenzone, Butyl Metoxydibenzoylmethane), который очень быстро теряет свою активность, а потому требует «поддержки» в виде стабилизации другими фильтрами. Есть данные, что в присутствии другого фильтра (Ethylhexyl Methoxycinnamate) этот и так не очень стабильный фильтр разрушается [7].

Эстрогеноподобное действие

Исследования показывают, что такие популярные фильтры, как оксибензоны, циннаматы и салицилаты (Benzophenone-3, Ethylhexyl Methoxycinnamate, 4-Methylbenzylidene Camphor), работают не только на поверхности кожи. Достаточно высокие их концентрации были обнаружены в моче и крови добровольцев [8]. Способность этих соединений проникать в кровоток вызывает тревогу, поскольку они обладают эстрогеноподобным действием и в дальнейшем могут вызывать сбои в работе организма [9, 10]. Долгосрочные последствия их действия пока не определены.

Дерматиты

Все органические фильтры в высоких дозировках могут провоцировать дерматиты. Рассмотрим ситуацию с оксибензоном (Oxybenzone) — на этикетках его можно также встретить под названием бензофенон-3 (Benzophenone-3). Согласно требованиям американского законодательства, средства, содержащие более 0,5 % этого вещества, должны иметь соответствующую маркировку на лицевой стороне этикетки: «содержит оксибензон». Связано это с тем, что высокие концентрации этого УФ-фильтра могут вызывать дерматит [11]. По требованиям ЕС предельная концентрация оксибензона в солнцезащитных продуктах не должна превышать 6 % (для сравнения: в США — до 10 %). Бельгийские учёные, проводившие исследования средств с оксибензоном в концентрации 6 %, получили результаты, показавшие, что более 25 % участников эксперимента в итоге имели дерматит. С учётом того, что в европейских продуктах процент содержания вещества меньше, количество аллергических проявлений тоже может быть несколько ниже.

На светлой стороне

Однако, несмотря на объективные недостатки и ограничения в применении солнцезащитных фильтров, исследования свидетельствуют: их польза превышает возможные побочные эффекты.

Защита от фотостарения

Уменьшается проявление возрастных изменений (меньше глубина морщин, повышается тургор кожи) благодаря комплексному воздействию UVA/UVB-фильтров. Обычно в качестве иллюстрации реальной пользы от применения солнцезащитных продуктов приводят фотографии двух женщин лет 40. Одна — городская жительница, вторая — жительница деревни. Картинки разительно отличаются.

Снижение иммунных повреждений

UVA-I-фильтры (фильтры, обеспечивающие защиту в диапазоне выше 370 нм) препятствуют иммуносупрессии. В результате сокращается фоточувствительность кожи [12]. На практике это находит применение в создании солнцезащитных средств для людей с «солнечной аллергией». Кроме того, правильное применение солнцезащитных продуктов приводит к значительному сокращению распространённости предраковых состояний кожи [13, 14].

Комплексное действие

Работа некоторых UVA-фильтров не ограничивается исключительно рассеиванием солнечного света. Сейчас проводятся исследования их более широкого действия на кожу. Например, Disodium Phenyl Dibenzimidazole Tetrasulfonate (торговое название Neo Heliopan АР) ингибирует синтез металлопротеиназ (ММР-1) и интерлейкинов [15]. Это качество делает его интересным для применения как в anti-age-кремах для лица, так и в таких специальных продуктах, как средство для лечения артритов и артрозов.

Практические выводы

• Чем выше фактор защиты, тем большее количество различных УФ-фильтров должно входить в состав продукта для достижения гипоаллергенности.
• Идеальная защита, когда УФ-фильтры дополняют друг друга по принципу «каждый работает в своём диапазоне». При этом также желательно наличие солнцезащитных фильтров, покрывающих весь спектр солнечных лучей (табл. 1).
• Обязательно необходимо наличие UVA-I-фильтров в средствах, предназначенных для ухода за чувствительной кожей.
• При высокой чувствительности кожи нужно внимательно относиться к средствам с высокой дозировкой следующих фильтров: Avobenzone, Amiloxate, Oxybenzone. Желательно, чтобы в основе солнцезащитного средства были физические фильтры.
• В паре Avobenzone + Octinoxate действие последнего подавляется первым. Возможно появление дерматита.

Тем не менее, пока нельзя с уверенностью говорить, что, даже соблюдая осторожность и отказываясь от применения «подозрительных и потенциально опасных» УФ-фильтров, мы можем чувствовать себя в безопасности. Точно не известен весь механизм клеточных мутаций, приводящих к мутациям и раку кожи. К тому же всегда есть опасность того, что отдалённые последствия от пока «белых и пушистых» УФ-фильтров будут небезопасными.

Стоит вспомнить пример из смежной сферы. С 1898 по 1910 годы героин продавался в аптеках как микстура от кашля (в том числе и для детей) и как безопасная замена морфия. Потом были открыты и преданы широкой огласке побочные эффекты от его приёма, и «лекарство» запретили. Производитель — уважаемая фармацевтическая компания — подчёркивала, что если бы пациенты не превышали дозировок и пользовались лекарством сугубо по предназначению, то… Но история не терпит сослагательного наклонения, и вопрос дозировок всегда был главным. «Всё — яд. И всё — лекарство».

Так что же остаётся делать обычному человеку при выборе солнцезащитного продукта? Руководствоваться здравым смыслом и иметь здоровый скептицизм относительно маркетинговых заявлений. «Защита на весь день», «блокируют все вредные лучи» — в странах ЕС с 2006 года подобные маркетинговые заявления запрещено выносить на этикетку.

Литература:

1. Environ. Working Grp. Skin Deep: cosmetic safety database, www.cosmeticsdatabase.com
2. Foley P., Nixon R., Marks R., Frowen K., Thompson S. The frequency of reactions to sunscreens: results of a longitudinal population-based study on the regular use of sunscreens in Australia // Br J Dermatol. — 1993; 128:512-518.
3. Diffey B. L. Sunscreens, suntans, and skin cancer: people do not apply enough sunscreen for protection // Br J Dermatol. — 1996; 313:942.
4. Hawk J. L. Cutaneous photoprotection // Arch Dermatol. — 2003; 139:527-530.
5. Holt St., Mark E. S. Natural therapeutics: antiphotoaging. The United States program on cancer, 1975-2006: a failure: part 2. — Oct. 1,2010.
6. Kullavanijaya P., Lim H. W. Photoprotection // J Am Acad Dermatol. — 2005; 52:937-958.
7. Bonda C., Steinberg D. A New Photostabilizer for Full Spectrum Suncreens // Cosmet. Toiletries. — 2000; 115 (6): 37-45.
8. Sarveiya V., Risk S., Benson H. A. Liquid chromatographic assay for common sunscreen agents: Application to in vivo assessment of skin penetration and systematic absorption in human volunteers // J Chromatogr. — 2003; 803:225-31.
9. Matsumoto H., Adachi S., Suzuki Y. Estrogenic activity of ultraviolet absorbers and the related compounds. — 2005, Aug; 125(8):643-52.
10. Janjua N. R., Mogensen B., Andersson A. M., Petersen J. H., Henriksen M., Skakkebaek N. E. et al. Systemic absorption of the sunscreens benzophenone-3, octyl-methoxycinnamate, and 3-(4-methyl-benzylidene) camphor after whole-body topical application and reproductive hormone levels in humans // J Invest Dermatol. — 2004; 123:57-61.
11. Matthieu L., Meuleman L., Vanhecke E., Blondeel A., Dezfoulian B., Constandt L., Goossens A. Contact and photocontact allergy to ketoprofen. The Belgian experience // Contact Dermatitis. — 2004; 50:238-241.
12. Smit N., Musson R., Romijn F., van Rossum H., van Pelt J. / Effects of ultraviolet A-1 radiation on calcineurin activity and cytokine production in (skin) cell cultures // Photochem Photobiol. — 2010; 86(2):360-6.
13. Rigel D. S., Weiss R. A., Lim H. W., Dover J. S. Photoaging. — NY. Basel: Marcel Dekker; 2004.
14. Hawk J. L. Cutaneous photoprotection // Arch Dermatol. — 2003; 139:527-530.
15. Vielhabera G., Grether-Beckc S., Kocha O., Johncock W., Krutmann J. / Sunscreens with an absorption maximum of > or =360 nm provide optimal protection against UVA1-induced expression of matrix metalloproteinase-1, interleukin-1, and interleukin-6 in human dermal fibroblasts // Photochem Photobiol Sci. — 2006; 5(3):275-82.
16. Brezova V., Gabcova S., Dana D., Stasko A. Reactive oxygen species produced upon photoexcitation of sunscreens containing titanium dioxide (an EPR study) // J Photochem Photobiol. — 2005; 79:121-34.
17. Tan M. H., Commens C. A., Burnett L., Snitch P. J. / A pilot study on the percutaneous absorption of microfine titanium dioxide from sunscreens // Australas J Dermatol. — 1996, Nov; 37(4):185-7.
18. Lee W. A., Pernodet N., Li B., Lin C. H., Hatchwell Е., Rafailovich M. H. Multicomponent polymer coating to block photocatalytic activity of TiO₂ nanoparticles. Royal Soc Chem. — 2007; 7:4815-7.
19. Blum C., Larsen S. Sunscreen: A catch-22 // Young Scientists J. — 2010; 3:11-4.

Юлия ГАГАРИНА — химик-технолог, косметолог, ведущий специалист по разработке новых продуктов компании «Эльфа» (Украина)