امروزه، با توسعه الگویهای اجتماعی جدید در مورد جوانی و زیبایی، میلیونها نفر بهطور معمول از محصولات مراقبت شخصی از جمله ضدآفتاب بهعنوان بخشی از زندگی روزمره خود استفاده میکنند و در حال حاضر درخواست محصولات طبیعی و سالم در این حوزه رو به افزایش است. در این بخش بهمنظور درک بهتر نقش ضدآفتابها در محصولات مراقبت از پوست ابتدا توضیحات مختصری راجع به ساختار پوست و عوامل محیطی موثر بر آن داده میشود، سپس به بررسی اهمیت ضدآفتابها و انواع آنها پرداخته خواهد شد.
پوست و ساختار آن
پوست بهعنوان بزرگترین اندام در بدن انسان، نقش مهمی در بسیاری از عملکردهای جسمی دارد. پوست از سه بخش اپیدرم (Epidermis)، درم (Dermis) و هیپودرم (Hypodermis) تشکیل شده است. در اپیدرم، سلولهای کراتینوسیت (Keratinocyte) آسیبهای پوستی را ترمیم میکنند. ملانوسیتها (Melanocytes) حاوی ملانین هستند که رنگ پوست را تعیین میکنند و از پوست در برابر اشعهی ماورای بنفش محافظت میکنند. غدد چربی موجود در پوست ماده روغنی تولید میکنند که بهعنوان سبوم (Sebum) شناخته میشوند و پوست را چرب میکنند، که انسداد و عفونت آنها باعث ایجاد آکنه میشود.
گیرندههای موجود در پوست محرکهای مختلف محیطی را تشخیص و بر اساس آن واکنش نشان میدهند، بهطور مثال گیرندههای مکانیکی، فشار و گیرندههای حرارتی، گرما را تشخیص میدهند. این گیرندهها میتوانند باعث تولید عرق در غدد عرق شوند، در نتیجه باعث تعادل دمای بدن و دفع مواد زاید گردند. چربی که در زیر پوست ذخیره میشود نقش عایق پوستی را ایفا میکند.
پوست نه تنها اکسیژن و آب، بلکه مواد خاص مانند استروئیدهای موضعی را نیز جذب میکند. علاوه بر این، پوست غنی از ۷-دهیدروکلسترول است و این ماده هنگامیکه در معرض نور ماورای بنفش قرار میگیرد، به ویتامینD تبدیل میشود، در غیر اینصورت ویتامین D از طریق رژیم غذایی، مانند خوردن لبنیات تامین میگردد. همچنین لایه شاخی در بالای پوست مانع خروج آب از پوست و کمبود آب بدن میشود. در زیر اپیدرم، درم وجود دارد که عمدتا از بافتهای همبند، از جمله رگهای خونی، غدد عرق، اعصاب، فیبروبلاستها، کلاژن و الاستین تشکیل شده است. هیالیورونیک اسید (HA) نیز یکی از اجزای اصلی درم است که در ترمیم بافت نقش دارد. HA از اهمیت اساسی در ذخیره آب برخوردار است و میتواند آب را حدود ۱۰۰۰ برابر حجم خود جذب کند؛ با این وجود، کلاژن و HA با افزایش سن از بین میروند و باعث ایجاد چین و چروک و از بین رفتن استحکام پوست میشوند. لایه سوم، هیپودرم است و عمدتا از چربی و یک لایه از بافت همبند سست تشکیل شده است که میتواند فشار خارجی را تحمل کند و باعث ذخیره انرژی و عایقبندی بدن شود.
پوست اولین خط دفاعی بدن در برابر عوامل محیطی است. پیری زودرس بیشتر نتیجه مستقیم یا غیر مستقیم تعامل پوست با محیط بیرون است. هر ساله، حدود یک میلیون نفر مبتلاء به سرطان میشوند و حدود ۱۰۰۰۰ نفر بر اثر ملانوما بدخیم میمیرند. سرطان پوست اکثرا در مناطقی از بدن مانند صورت، گردن، سر و پشت دستها که بیشتر در معرض آفتاب هستند رخ میدهد.
نورخورشید و اثرهای مضر آن
پرتوهای خورشیدی که عامل حیات روی کرهی زمین هستند بر اساس طول موج در سه دسته شامل: ۵۶ درصد پرتوهای مادون قرمز (طول موج بین ۷۸۰ تا۵۰۰۰ نانومتر)، ۳۹ درصد پرتوهای مرئی (طول موج بین ۴۰۰ تا۷۸۰ نانومتر) و ۵ درصد پرتوهای ماورای بنفش (طول موج بین ۲۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر) تقسیمبندی میشوند. پرتوهای ماورای بنفش خود به سه دسته اشعهی UVA (طول موج بین ۳۲۰ تا ۴۰۰ نانومتر)، اشعهی UVB (طول موج بین ۲۹۰ تا۳۲۰ نانومتر) و اشعهی UVC (طول موج بین ۲۰۰ تا ۲۹۰ نانومتر) تقسیمبندی میشوند.
اشعهی UVA به دو دسته UVA1 (طول موج بین ۳۴۰ تا ۴۰۰ نانومتر) و UVA2 (طول موج بین ۳۲۰ تا ۳۴۰ نانومتر) تقسیمبندی میشود که به لایههای عمیق درم نفوذ میکند و در کاهش قابلیت ارتجاعی پوست، افزایش چین و چروک، پیری زودرس، تغییر رنگ پوست، برنزه شدن و تولید رادیکالهای آزاد که منجر به تغییرات حاد و مزمن در پوست (همچون تشدید لوپوس (Lupus) و التهاب پوستی) میشود، نقش دارد.
در فرهنگ غربی، رنگ پوست تیره (برنزه) زیبا و سالم محسوب میشود، بنابراین بیشتر افراد با قرار گرفتن در معرض اشعهی ماورای بنفش خورشید یا لامپهای خورشیدی مصنوعی، برنزه میشوند. این فرآیند میزان ملانین (رنگدانه تیره)، را درون سلولهای پوست افزایش میدهد، اما قرار گرفتن در معرض اشعهی ماورای بنفش دارای اثرات مخربی است، چون اشعهی ماورای بنفش UVA به سلولهای پوست و DNA آسیب میرساند و باعث پیری در اثر نورخورشید و سرطان پوست میشود و پس از مدت زمان طولانی حتی اگر میزان آن کم باشد این اثرها آشکار میشود و با سرکوب سیستم ایمنی بدن به رشد سرطان پوست کمک میکند.
اشعهی UVB باعث آفتاب سوختگی، قرمزی، التهاب، سرکوب سیستم ایمنی و بسیاری از بیماریهای پوستی نظیر سرطان میشود،که ۶۵ درصد از آسیبهای پوستی ناشی از اشعهی UVB است. اشعهی UVC که عامل اصلی ایجاد سرطان در پوست است بهوسیله لایه اوزون مسدود شده و بنابراین خطری برای پوست ایجاد نمیکند.
پیری پوست در اثر عوامل محیطی
پیری پوست روند آهسته و پیچیدهای است که تغییرات زیادی را ایجاد میکند. پوست ما در معرض عوامل محیطی شدید قرار دارد و این تنش اکسیداتیو منجر به طیف گستردهای از اختلالات پاتولوژیک میشود و علاوه بر افزایش سرطان پوست منجر به پیری پوست نیز میشود و تغییراتی از جمله نازک شدن، خشکی، شل شدن، شکنندگی، بزرگ شدن منافذ پوست، رنگدانهدار شدن بیش از حد و چین و چروک را ایجاد میکند، از این رو تقاضای زیادی برای مواد آرایشی محافظ در برابر نورخورشید وجود دارد. در تفاوتهایی که در پوست نوزادان، جوانان بالغ و افراد مسن دیده میشود، مشخص میشود که یک نسخه کوتاه از پروتئین لامین A با DNA دو رشتهای تلومر همکاری میکند تا پیری سلول در فیبروبلاستهای طبیعی انسان را تحریک کند. پروگرین (نسخه کوتاه شده پروتئین لامین A) در پوست بهمرور زمان تجمع مییابد، بنابراین پروتئین پروگرین در فیبروبلاستهای قدیمی از جوانترها بیشتر است. پیری در اثر عوامل خارجی بهعلت قرار گرفتن در معرض اشعهی ماورای بنفش است که با از بین رفتن بافت خارج سلولی پوستی و دیسپلازی (رشد و تقسیم سلولی خارج از حالت نرمال) کراتینوسیت در نهایت منجر به ایجاد چین و چروک، سستی و درشتی لکههای پوستی میشود.
عوامل ضداکسیدان طبیعی پوست قادر به جلوگیری از فعالیت گونههای اکسیژن (ROS) و بیثباتی سلول هستند. با این حال وقتی میزان ROS با قرار گرفتن در معرض اشعهی ماورای بنفش افزایش یابد، تنش اکسیداتیو حاصل میتواند منجر به آسیب سلولی، پروتئینها، غشاهای چربی و تجزیه DNA شود. ROS همچنین میتواند باعث مرگ سلول از طریق فرآیندهای آپوپتیک (مرگ برنامهریزیشده) و یا نکروز (بافتمردگی) شود و این امر با ایجاد چین و چروک و خشکی پوست بهوضوح قابل مشاهده هست. بنابراین تجمع ROS میتواند باعث مجموعهای از عوارض در برابر نور خورشید مانند التهاب پوستی، ملانوما و سرطان پوست شود. ضداکسیدانها به سفت شدن پوست، کاهش چین و چروک و کاهش التهاب کمک میکنند. رتینوئیک اسید نوعی ویتامین A است که لکههای تیره، تیرگی، چین و چروکها را کاهش میدهد، همچنین خاصیت ارتجاعی پوست را افزایش میدهد.
مکانیسم پیری پوست در اثر تابش اشعهی ماورای بنفش
متالوپروتئینازهای بافت (MMPs) خانوادهای از اندوپپتیدازهای روی هستند که قادر به تجزیه اجزای بافت خارج سلولی مانند کلاژنها، پروتئوگلیکانها، فیبرونکتین و لامینین هم در شرایط آزمایشگاهی و هم بالینی هستند. همانطور که قبلا اشاره شد، اشعهی UVB و اشعهی UVA باعث ایجاد ROS میشوند که باعث القای دیستروفی (تباهی بافت در اثر بیماری) الاستین و فعال شدن نوتروفیلهای خون میشود. نوتروفیلها میتوانند برای ترشح الاستازها در پوست نفوذ کنند و در نتیجه MMPها فعال میشوند. MMPها بهویژه MMP-2 و MMP-9 باعث کاهش کلاژنها و الیاف الاستیک، از بین رفتن خاصیت کشسانی پوست، ایجاد چین و چروک و تسریع پیری پوست میشوند.
ضدآفتابها و انواع آنها
مواد آرایشی معمولاً مخلوطی از ترکیبات طبیعی یا مصنوعی هستند. مطابق تعریف قانون سازمان غذا، دارو و لوازم آرایشی ایالات متحده آمریکا (FDA) و ماده L5131-1 از قانون بهداشت عمومی فرانسه، محصولات آرایشی و بهداشتی موادی هستند که با قسمتهای خارجی بدن، از جمله مو، ناخن، لب و بهویژه اپیدرم، یا با دندانها و غشای مخاطی حفرهی دهان بهمنظور تمیز کردن، معطر کردن، تغییر ظاهر، تغییر بو و یا محافظت در برابر عوامل خارجی در تماس هستند، که این مجموعهای از اقدامات برای رسیدن به بهداشت شخصی و زیبایی است. همچنین دستهی جدیدی از این محصولات با عنوان آرایشی و دارویی معرفی شده است که فواید آرایشی و دارویی را با هم دارد. ضدآفتابها یکی از مهمترین محصولات در این دسته هستند. این محصولات برای محافظت از پوست در برابر آفتاب سوختگی و عوارض ناشی از اشعهی ماورای بنفش طراحی شدهاند.
قرار گرفتن در معرض نور خورشید مزیتهایی برای سلامتی و عملکرد سیستم ایمنی بدن و متابولیسم استخوانها دارد. با این حال، قرار گرفتن بیش از حد در معرض اشعهی ماورای بنفش نیز تأثیر منفی ایجاد میکند که ممکن است به سلولها آسیب برساند و خطر ابتلاء به بیماریهای پوستی مانند آفتاب سوختگی، پیری زودرس و سرطان پوست را افزایش دهد. این اثرات مضر اشعهی ماورای بنفش میتواند بهوسیله بسیاری از عوامل مانند لایه اوزون استراتوسفر، عینک آفتابی و لباس مناسب بهعنوان مثال کلاه، لباس آستیندار و غیره کاهش یابد. با این حال، پوست انسان به محافظت بیشتر در برابر تابش خورشید، مانند استفاده مکرر از محصولات موضعی در هنگام حضور در فضای باز، نیاز دارد. بنابراین، با توجه به این نیازها و بهمنظور جلوگیری از آسیبهای ناشی از اشعهی ماورای بنفش، محصولات آرایشی تحت عنوان ضدآفتابها تولید شدهاند. انتخاب ضدآفتاب با پوشش طیف گسترده در ناحیهی اشعهی UVA و اشعهی UVB امری حیاتی است و استفاده روزانه از یک محصول با فاکتور محافظت در برابر نور خورشید (SPF) برابر با ۳۰ توصیه میشود.
با توجه به این حقایق، ضدآفتابها پرمصرفترین محصولاتی هستند که بهصورت مرطوب کننده، کرم، لوسیون، شامپو میتوانند از طریق جذب، پراکندگی یا بازتاب اشعه از پوست در برابر اشعهی ماورای بنفش محافظت کنند. ضدآفتابها به دو دسته فیزیکی و شیمیایی طبقهبندی میشوند. ضدآفتابهای شیمیایی به واسطه دارا بودن پیوند دوگانه در سـاختار مولکـولی خود اشعهی ماورای بنفش را جذب و تبدیل به گرما نموده و سپس گرما را از طریق پوست آزاد میکنند، در حالیکه ضدآفتابهای فیزیکی اشعهی ماورای بنفش را منعکس یا پراکنده میکنند، از اینرو استفاده از این دو نوع فیلتر باعث افزایش کارآیی فرمولاسیونهای ضدآفتاب میشود.
ضدآفتابهـای شـیمیایی بـه ۲۰ دقیقـه زمان جهت فعالشدن نیاز دارنـد تـا انـدکی در لایههای پوست نفـوذ کـرده و مـانع از اثـرات زیـانبـار پرتوهای ماورای بنفش شوند، بنابراین برای عملکرد مناسب این قبیل ضدآفتابهـا، باید ۲۰ دقیقه قبل از قرار گرفتن در معرض آفتاب بهصورت یکنواخت استفاده شوند. برخلاف ضدآفتابهای شیمیایی، ضدآفتابهای فیزیکی از همان لحظهی استعمال فعال بـوده و نیـازی به نفوذ آنها در لایههای پوست نمیباشد. برای تاثیر بیشتر، باید ضدآفتابها را اغلب اوقات بهخصوص هنگام تعریق یا شنا استفاده کرد.
استفاده منظم از این محصولات به کاهش اثرهای مضر اشعهی ماورای بنفش کمک میکند. یک ضدآفتاب مناسب باید جذب وسیعی بین ۲۹۰ تا ۴۰۰ نانومتر داشته باشد و از پوست کاملا محافظت کند، تحریک کننده و سمی نباشد و در مقابل نور پایدار باشد. توصیه میگردد که هر دو ساعت یکبار استفاده از کرم ضدآفتاب تجدید گردد.
مولکولهای موجود در ضدآفتاب، بیشتر اشعهی UVB را جذب میکنند و از رسیدن آن به پوست جلوگیری میکنند، درست همانطور که مولکولهای اوزون، اشعهی UVC را جذب و از رسیدن آن به زمین جلوگیری میکنند. ضدآفتابها طیف گستردهای از مواد شیمیایی مانند ترکیبات آلی و مشتقهای آنها، استرهای آلی، نمکها و ترکیبات غیرآلی (مواد معدنی) را در خود دارند که هرکدام جذب خاصی دارند.
مواد ضدآفتاب غیر آلی (معدنی) با بازتاب یا پراکندگی اشعهی مرئی، اشعهی ماورای بنفش و مادون قرمز در یک طیف گسترده عمل میکنند. عمدهترین مواد معدنی که امروزه استفاده میشود، روی اکسید و تیتانیوم دی اکسید است. روی اکسید محافظت زیادی در برابر اشعهی UVA و تیتانیوم دی اکسید محافظت زیادی در برابر اشعهی UVB دارد و هردو بهدلیل ضریب شکست بالا دارای خاصیت سفیدکنندگی هستند، ولی میکروذرات تیتانیوم دیاکسید نسبت به میکروذرات رویاکسید اثر سفیدکنندگی بیشتری روی پوست دارد که از نظر آرایشی کمتر قابل قبول است. بهدلیل پایداری مواد معدنی در برابر نور، استفاده از این مواد در ضدآفتاب برای کودکان و افراد حساس به ضدآفتاب ترجیح داده میشود.
یک محصول میتواند حاوی موثرترین مواد جذب کننده اشعه ی ماورای بنفش باشد مانند رویاکسید که بهعنوان یک فیلتر معدنی دارای بهترین محدوده جذبUV در ناحیه ۴۰۰-۲۹۰ نانومتر و حداکثر جذب در ناحیه ۳۸۵-۲۹۰ نانومتر است. در واقع برای کاربرانی که قویترین محافظت در برابر اشعهی ماورای بنفش را میخواهند گزینه مناسبی است. اخیرا بهدلیل توانایی ترکیبات طبیعی یا عصارههای گیاهی در ایجاد محافظت از نور در مواد آرایشی مطالعه بر روی آنها متمرکز شده است.
فاکتور محافظت در برابر نور خورشید(SPF)
اثر بخشی یک محصول ضدآفتاب بهعنوان یک موضوع مهم در بهداشت عمومی شناخته شده است و معمولاً بهوسیله فاکتور محافظت در برابر نور خورشید (SPF) بیان میشود. میزان SPF هر ترکیب شیمیایی را میتوان با ارزیابی اثربخشی آن در مهار اریتم (Erythema) (قرمزی ناشی از التهاب) و ادم (Edema) (تورم یا التهاب) محاسبه کرد که برابر با میزان انرژی اشعهی ماورای بنفش مورد نیاز برای ایجاد حداقل التهاب و قرمزی (MED) بر روی پوست محافظت شده با ضدآفتاب، تقسیم بر میزان انرژی اشعهی ماورای بنفش مورد نیاز برای ایجاد حداقل التهاب و قرمزی بر روی پوست محافظت نشده است. هرچه SPF بالاتر باشد، محافظت ضدآفتاب در برابر اشعهی ماورای بنفش بیشتر است و توانایی آن در جذب، انعکاس و یا پراکندگی اشعهی خورشید بیشتر میباشد.
این احتمال وجود دارد که کاربران با استفاده مکرر از کرمهای ضدآفتاب به جای استفاده از کرمهای با SPF بالاتر محافظت بهتری دریافت کنند. بهعنوان مثال محصولی با فاکتور محافظت در برابر نور خورشید برابر با ۳۰ از ۹۷ درصد اشعهی UVB محافظت میکند در حالیکه محصولی با فاکتور محافظت در برابر نور خورشید برابر با ۵۰ از ۹۸ درصد اشعهی UVB محافظت مینماید. با این حال برای بهدست آوردن این ۱ درصد اضافی، یک محصول با فاکتور محافظت در برابر نور خورشید برابر با ۵۰ ممکن است تقریباً دو برابر غلظت فیلترهای UV را داشته باشد که بهطور بالقوه احتمال واکنشهای جانبی را بهویژه در کاربران با پوست حساس افزایش میدهد.
لزوم استفاده از ضدآفتاب و نیاز روزافزون به محصولات طبیعی و سازگار با محیط زیست
بهدلیل اینکه اشعهی ماورای بنفش خورشید باعث تغییرات مولکولی و ژنتیکی در پوست میشود، منجر به سرطان پوست، پیری و اختلالهای پوستی میگردد. استفاده از کرمهای ضدآفتاب برای جلوگیری از چنین آسیبهایی توصیه میشود، با این حال، بیشتر فرمولاسیونها، حاوی فیلترهای اشعهی ماورای بنفش آلی و معدنی هستند که غیرزیست تخریبپذیرند و میتوانند به اکوسیستمهای دریایی آسیب برسانند. این فیلترهای ضدآفتاب در دریا میتوانند بر رشد فیتوپلانکتونها و جلبکها تأثیر بگذارند و اثرات منفی بر چرخه مواد غذایی و کربن ایجاد کنند. علاوه بر این برخی از فرمولهای ضدآفتاب عوارض جانبی از جمله حساسیت، التهاب پوستی در انسان ایجاد میکنند.
افراد با پوست حساس بهدلیل نگرانی از عوارض مواد شیمیایی ناشناخته، کرمهای ضدآفتاب شیمیایی را ترجیح نمیدهند. حتی اگر بسیاری از مواد آرایشی ضد حساسیت برای پوستهای حساس در بازار عرضه شده باشد، باز هم گزینههای محدودی برای انتخاب ضدآفتاب وجود دارد. از این بابت بهتر است از ضدآفتابهای طبیعی که عوارض جانبی ندارند و مقادیر کم آنها در مقایسه با مواد آرایشی مصنوعی موثرترند، برای پوستهای حساس استفاده شوند .استفاده از مواد شیمیایی برای سلولهای پوست انسان مفید نیستند و باعث آسیب به DNA میشوند، بنابراین، برای توسعه ضدآفتابهای ایمن و کارآمد که مبتنی بر مواد طبیعی هستند تحقیقات گستردهای انجام میشود.
وجود متابولیتهای مختلف اولیه یا ثانویه در گیاهان مانند پلیفنولها، فنلها، فلاونوئیدها، استروئیدها، استرولها، ترپنوئیدها، پلیساکاریدها و آنتوسیانینها، گیاهان را به عناصری فعال برای بسیاری از کاربردها در مواد آرایشی دارویی تبدیل کرده است. بهعنوان مثال آنها میتوانند بهعنوان مواد ضدعفونی کننده، ضدپیری و یا حتی ضدآفتاب استفاده شوند. زیرا این مواد طبیعی بهدلیل جذب در ناحیهی اشعهی ماورای بنفش و فعالیت ضداکسیدانی اخیرا بهعنوان منابع بالقوه ضدآفتاب در نظر گرفته شدهاند.
همچنین ارگانیسمهای دریایی مانند جلبکها بهدلیل مقاومت در شرایط pH نامناسب، درجه حرارت، فشار اسمزی، شوری، تابش اشعهی ماورای بنفش و بیهوازی، منبع غنی از ترکیبات فعال زیستی هستند که دارای فعالیتهای بیولوژیکی گستردهای مانند: خواص ضدباکتری، ضدالتهاب، ضدقارچ، ضداکسیدان، ضدآفتاب، تنظیم کننده سیستم ایمنی و ضدمیکروبی هستند. ریز جلبکها بهعنوان منابع غنی از ترکیبات مختلف زیستی معرفی میشوند. ترکیبات زیست فعال جلبکها همچون رنگدانههای مختلف فتوسنتزی (کلروفیلها، فایکوبیلینها و کاروتنوئیدها)، لیپیدها (از جمله اسیدهای چرب و اسکوآلن)، فنلها، اسیدهای آمینه، پپتیدها و پروتئینها، کربوهیدراتها (پلیساکاریدها و فایکوکلوئیدها)، پترینها و ویتامینها طیف وسیعی از کاربردها را برای اهداف آرایشی بهداشتی دارند. این محصولات طبیعی میتوانند بهعنوان ضدآفتاب، مرطوب کننده، سفید کننده، آبرسان، ضدپیری، کلاژنساز، ترمیمکننده و غیره برای پوست و ضخیمکننده مو و ناخن استفاده شوند.