UV žiarenie a opaľovacie krémy

Autor: Petrík Dátum: 29.9.2015 Zobrazenia: 1065 x
Pre tento článok je k dispozícii aj mapa, ktorá uľahčuje orientáciu v súvisiacich a nadväzujúcich článkoch.
zobraziť mapu

Tejto téme už boli venované tri články - v prvom sa rozoberalo čo je to UV žiarenie, aké sú jeho pásma a ako sa vlastne na Zem dostane, v druhom sa objasnili nepriaznivé účinky UV žiarenia na živé bunky a v treťom naopak nenahraditeľné pozitívne následky expozície UV žiareniu. Teraz sa budeme venovať ochrane pred tými negatívnymi účinkami.

Aby som zhrnul a ucelil poznatky predošlých článkov - UV žiarenie má na ľudské tkanivá výrazné nepriaznivé vplyvy. Pri UV-B časti spektra je to poškodzovanie DNA a vznik erytému (začervenania kože, "spálenia"), UV-A zase podporuje vznik voľných radikálov, čím nepriaznivo ovplyvňuje množstvo pochodov. ALE! UV-B s vlnovými dĺžkami okolo 300 - 310 nm je jediný mechanizmus, ktorý vytvára u živočíchov vitamín D3. UV-A zase štartuje v koži tvorbu melanínu a spôsobuje jej hnednutie, čo je prirodzená ochrana kože pred UV žiarením.

A PRETO je rozumné primeraný čas trvajúce vystavenie sa slnečným lúčom pre zdravie prospešné, dokonca veľmi žiadané. Primeraný čas je samozrejme individuálny a závislý aj od uhla dopadu slnečných lúčov - a je to čas, pri ktorom ani zďaleka spálenie nehrozí. Jeho prekračovanie či vystavenie kože spáleniu je však už nežiadúce a pre zdravie neprínosné.

A teda - ideálny prípad je vystaviť svoju kožu slnečným lúčom práve v čase, keď je k dispozícii kompletné spektrum UV žiarenia - to znamená aj vtedy, keď sa to bežne neodporúča (v lete na obed). V týchto úsekoch dňa sa na zemský povrch totiž dostáva aj väčší podiel UV v pásme B, ktoré tvorí vitamín D3. Vďaka tomuto plnému spektru sa v koži spustí zároveň produkcia D-éčka a tvorba melanínu (hnednutie). Ale s prihliadnutím na vhodnú dĺžku pobytu na slnku!

Samozrejme, nastávajú prípady, keď sa UV žiareniu vystavujeme dlhšie, ako by bolo v danom momente zdravé - niekedy jednoducho musíme a niekedy to robíme zámerne. A vtedy je logické sa chrániť. Tou najprirodenejšou ochranou je tieň - či už pevných objektov alebo oblečenia. A tou menej prirodzenou zase opaľovacie krémy (ktoré v konečnom dôsledku tiež "robia tieň"). Ako taký opaľovací krém teda funguje?

Princíp je jednoduchý - neprepustiť UV pásmo, ale prepúšťať čo najviac toho viditeľného a zároveň byť ľahko natierateľný do tenkej vrstvy. Realizácia je už ale trochu ťažšia a môžná dvomi spôsobmi - fyzikálne a chemicky.

Fyzikálne filtre

Pri fyzikálnych UV filtroch sa využívajú odraz a rozptýlenie žiarenia. Jednoducho sa žiareniu postaví do cesty niečo, od čoho sa môže odraziť. Princíp demonštruje nasledovný obrázok:

fyzikálny filter UV žiarenia
Fyzikálny filter UV žiarenia v podobe drobných častíc

Fyzikálny filter tvoria drobné častice látky, ktorá odráža UV žiarenie. Tieto častice sú obyčejne kvôli jednoduchšej aplikovateľnosti a priľnavosti rozmiešané v tekutejšej nosnej látke - napríklad oleji - ktorá ale sama o sebe nemusí filtrovať UV žiarenie. Pri dopade lúča na takýto filter je vysoká pravdepodobnosť, že sa po viacnásobnom odraze od častíc nakoniec nasmeruje niekam von. Ale tak, ako to už pri elektromagnetickom vlnení býva, aj tu hrá úlohu pomer vlnovej dĺžky k rozmerom častíc. Pre predstavu - bežné rozmery častíc, používaných v opaľovacích krémoch, sú niekoľko desiatok až sto či dvesto nanometrov. Obrázok:

vplyv vlnovej dĺžky na účinnosť UV filtra
Vplyv vlnovej dĺžky na účinnosť fyzikálneho UV filtra

Vlnové dĺžky blízke rozmerom častíc a aj tie menšie (v určitom rozsahu) sa správajú zhruba tak, ako na vyššom obrázku - odrážajú a rozptyľujú sa. So zväčšovaním vlnovej dĺžky tento efekt stráca na sile a vlnové dĺžky výrazne väčšie od častíc už takýmto filtrom ľahko prechádzajú (samozrejme, bavíme sa o tenučkej vrstve ako na obrázku, centimeter hrubým násypom jemných častíc neprejde ani to dlhšie :D). Prečo je to tak? To vysvetliť fyzikálne neviem, ale pravdepodobne to vie málokto (aj medzi vedcami). Dalo by sa to popísať tak, že dlhšia vlna sa len tak lenivo plazí a malé objekty si nevšíma. Zato tá kratšia stále kmitá hore-dole a do všetkého naráža. :D

Mimochodom, tento princíp vstupoval do hry v afére s "neviditeľnými" lietadlami jedného štátu a starými radarmi štátu iného, ktoré tie lietadlá odmietali nevidieť. Bolo to spôsobené tým, že dané lietadlá boli svojím tvarom a materiálom stavané na "neviditeľnosť" (správnejšie pomenovanie je zníženie odrazivosti) pre moderné radary v pásme milimetrov a centimetrov, kdežto pre staré radary niekde v metrovom pásme to bol proste 20-metrový kus kovu viditeľný rovnako, ako hocijaký iný 20-metrový kus kovu. :D

Ale späť k UV. Pri fyzikálnych filtroch sa dá teda vhodnou voľbou veľkosti častíc nastaviť pásmo, ktoré nie je prepúšťané a pásmo, ktoré naopak je. To je pri opaľovacích krémoch celkom dôležité, pretože keby výrazne odrážali v danej hrúbke náteru aj viditeľné spektrum, boli by sme po natretí celí vo farbe krému (obyčajne biela :D ).

Chemické filtre

Chemické filtre zase využívajú absorbciu žiarenia a jeho premenu na teplo. Sú postavené z molekúl (chromoforov), ktoré majú špičky absorbčného spektra v potrebnom pásme. Pri vystavení žiareniu môžu byť stále (energia je absorbovaná spôsobom, pri ktorom sa molekula chemicky nemení alebo sa cyklicky mení tam a späť) alebo degradujúce (molekula je po absorbcii nevratne zmenená). Princíp ukazuje nasledovný obrázok:

princíp funkcie chemického filtra UV žiarenia
Chemické filtre UV žiarenia majú obyčajne úzke pásmo pôsobenia

Keďže rozmery molekúl sú v oblasti jednotiek nanometrov, sú výrazne menšie ako vlnové dĺžky, ktoré nimi chceme filtrovať. Dokážu však byť pri sebe oveľa viac nahusto ako častice fyzikálneho filtra - tým pádom vytvoria nepriestupnú bariéru, kde prichádzajúci fotón veľmi pravdepodobne trafí molekulu, ktorá jeho energiu pohltí. Chemické filtre však majú zvyčajne úzke spektrum pôsobnosti - to znamená, že účinne filtrujú iba vlnové dĺžky v malom rozsahu (menšom, ako fyzikálne filtre):

absorbcia rôznych chemických filtrov UV žiarenia
Rozsahy vlnových dĺžok absorbovaných rôznymi chemickými filtrami. Oxid titaničitý (titanium dioxide) sa správa ako chemický aj fyzikálny filter, oxid zinočnatý (zinc oxide) je fyzikálny filter.
Obrázok: www.safesunblock.com

A toto absorbčné spektrum sa dokonca môže v priebehu vystavenia UV žiareniu posúvať. Ako som spomínal, chemické filtre sa môžu nezvratne meniť - UV žiarenie ich svojou energiu premení na iné molekuly. Napríklad taký avobenzone - po osvietení izomerizuje na svoju keto formu:

absorbčné spektrum avobenzónu pred a po osvietení UV
Absorbčné spektrum látky avobenzone v jej pôvodnom stave (čiarkovane) a po dvoch hodinách osvietenia (plnou), keď izomerizuje do svojej keto formy
Obrázok: www.researchgate.net

Namažeme sa látkou avobenzone a budeme si myslieť, že sme chránení proti UV-A pásmu (320 - 400 nm). To bude pravda, ale len do určitej doby. Po dvoch hodinách na slnku bude koža vystavená UV-A pásmu a naopak, tienená proti UV-C (100 - 290 nm), ktoré ale na povrchu Zeme už aj tak nie je prítomné v slnečnom spektre.

Opaľovacie krémy

Výrobcovia sa snažia dosiahnuť parametre tak, aby krémy vytvárali požadovaný efekt - ktorým je väčšinou zhnednutie pokožky bez spálenia. Za hnednutie kože je zodpovedné UV-A pásmo, za spálenie (erytém) pásmo UV-B. Do krémov sú preto často zmiešavané fyzikálne a chemické filtre tak, aby sa "naladilo" potrebné pásmo. Aby sa zvýšila fotostabilita chemických filtrov, pridávajú sa aj látky s antioxidačnou kapacitou. Z toho však potom vyplýva aj horibilné zloženie mnohých. Schválne, ak máte práve nejaký po ruke, začítajte sa. Ja osobne sa držím hesla: "Jedol by si to? Nie? Tak si to nedávaj ani na kožu ..." Koža je orgán rovnako ako jazyk či črevo a je schopná vstrebať to, čo je na nej (aj keď samozrejme v menšej miere ako to črevo).

Možné škodlivé účinky látok, ktoré ste našli v zložení svojho opaľovacieho krému nechcem nejako rozpitvávať, utvorte si názor sami. Rozoberá to napríklad aj Martin Chudý vo svojom blogu. Prípadne stačí googliť heslá typu "opaľovacie krémy zloženie/bezpečnosť". Ja len opätovne zdôrazním možné chemické zmeny/degradáciu pod vplyvom UV žiarenia - daný opaľovací krém sa po pár hodinách na slnku svojím chemickým zložením môže ďalekosiahlo odlišovať od toho, čo sa píše na obale.

Opaľovacie krémy obyčajne identifikujeme podľa ich ochranného faktoru. Čím viac, tým väčšia ochrana? Či ako to vlastne je? Číslo na kréme udáva hodnotu podľa normy SPF (Sunburn Protection Factor - faktor ochrany pred slnečným spálením). Dôležité slovíčko je práve sunburn (spálenie) - SPF teda udáva ochranu proti UV-B spektru, ktoré spôsobuje spálenie. Číslo znamená - koľkokrát menej UV-B žiarenia sa dostane ku chránenej koži oproti úplne nechránenej a teoreticky toľko-násobne predlžuje možnosť pobytu na slnku. Napríklad, ak by ste bez ochrany vydržali bez začervenania kože na slnku 15 minút, s SPF 10 sa na vašu kožu dostane 10-krát menej UV-B žiarenia a teoreticky vydržíte 150 minút. Málokto si však uvedomí, že SPF nie je lineárna miera, ale nepriama úmera a že rozdiel medzi SPF 5 a 10 je oveľa väčší, ako rozdiel SPF 45 a 50. Grafické vyjadrenie SPF:

grafické vyjadrenie SPF - ochranného faktora

SPF faktor teda nevyjadruje mieru ochrany proti UV-A, čo je vlastne aj zámer krémov. Zabezpečiť opálenú kožu (prepustiť UV-A) a zabrániť spáleniu (zadržať UV-B). Čo ale zo zdravotného hľadiska nie je to pravé orechové. Jednak UV-A žiarenie produkuje voľné radikály a vytvára v koži negatívne efekty (aj keď menej akútne ako UV-B) a jednak zablokovanie UV-B pásma zablokuje aj tvorbu vitamínu D3. Paradoxne môže dôjsť k situáciám, keď do hneda opálení ľudia používajúci krémy trpia nedostatkom neaktívnych aj aktívnej formy vitamínu D - ich koža bola dlhodobo vystavená UV-A pásmu, ale UV-B pásmu vôbec/minimálne.

Preto pripomínam - vystaviť sa Slnku bez ochranného faktora je iba prínosom, za predpokladu zváženia rozumnej doby (!!). A keď sa chrániť, tak proti celému spektru (UV-A aj UV-B) a nie selektívne. Na trhu sa začínajú objavovať aj prípravky, ktoré deklarujú filtráciu aj UV-A pásma.

Tak pre dnes všetko, nech sa informácie uležia. Nabudúce si povieme konečne niečo o "opaľovacích krémoch", ktoré poskytuje samotná príroda a o tom, že "natierať" sa dá aj zvnútra. :)

Ďalšia čitba k tejto tématike (všetko v angličtine):
www.smartskincare.com
www.antaria.com
www.researchgate.net
www.safesunblock.com
Môj názor na uvádzanie zdrojov
Pre tento článok je k dispozícii aj mapa, ktorá uľahčuje orientáciu v súvisiacich a nadväzujúcich článkoch.
zobraziť mapu
Komentáre:
Informovať ma o nových komentároch
© 2017 by Janurky - Peter Janura, Katarína Janurová