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Comment l'écran solaire protège l'ADN de votre peau

Il n'y a pas si longtemps, des gens comme ma tante Muriel pensaient que le coup de soleil était un mal nécessaire sur la voie d'un «bon bronzage». Elle avait l'habitude de verser de l'huile de bébé en utilisant un grand réflecteur pour se défaire. Le mantra de tante Muriel quand l'inévitable brûlure et pelure est apparue: la beauté a son prix.

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A-t-elle jamais eu raison à propos de ce prix - mais il était beaucoup plus élevé qu'aucun de nous à l'époque ne l'a reconnu. Ce que les adeptes du soleil ignoraient alors, c’est que nous préparions notre peau à l’endommagement de ses protéines structurelles et de son ADN. Bonjour, rides, taches de foie et cancers. Peu importe où votre teint tombe sur l’échelle Fitzpatrick Skin Type, les rayons ultraviolets (UV) du soleil ou des lits de bronzage peuvent endommager votre peau.

Aujourd'hui, la reconnaissance des risques posés par les rayons UV a incité les scientifiques, y compris moi-même, à étudier ce qui se passe dans nos cellules lorsqu'elles sont exposées au soleil - et à concevoir des moyens modernes de prévenir ces dommages.

La lumière UV qui affecte notre peau La lumière UV qui affecte notre peau a une longueur d'onde plus courte que celle des parties du spectre électromagnétique que nous pouvons voir. (Chargement inductif, NASA, CC BY-SA)

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La lumière du soleil est composée de paquets d'énergie appelés photons. Les couleurs visibles que nous pouvons voir à l'œil nu sont relativement inoffensives pour notre peau. ce sont les photons ultraviolets (UV) du soleil qui peuvent endommager la peau. Les rayons ultraviolets peuvent être divisés en deux catégories: les UVA (dans la gamme de longueurs d'onde de 320 à 400 nanomètres) et les UVB (dans la gamme de longueurs d'onde de 280 à 320 nm).

Notre peau contient des molécules parfaitement structurées pour absorber l'énergie des photons UVA et UVB. Cela met la molécule dans un état énergiquement excité. Et comme dit le proverbe, ce qui monte doit descendre. Afin de libérer leur énergie acquise, ces molécules subissent des réactions chimiques, ce qui entraîne des conséquences biologiques sur la peau.

Fait intéressant, certains de ces effets étaient considérés comme des adaptations utiles - bien que nous les reconnaissions maintenant comme des formes de dommages. Le bronzage est dû à la production de pigment de mélanine supplémentaire induit par les rayons UVA. L'exposition au soleil active également le réseau antioxydant naturel de la peau, qui désactive les espèces d'oxygène réactif très destructrices et les radicaux libres. Si rien n'est fait, ils peuvent causer des dommages cellulaires et un stress oxydatif dans la peau.

Nous savons également que les rayons UVA pénètrent plus profondément dans la peau que les UVB, détruisant une protéine structurelle appelée collagène. Au fur et à mesure que le collagène se dégrade, notre peau perd son élasticité et sa douceur, conduisant à la formation de rides. Les UVA sont responsables de nombreux signes visibles du vieillissement, tandis que les rayons UVB sont considérés comme la principale source de coups de soleil. Pensez "A" pour vieillir et "B" pour brûler.

L'ADN lui-même peut absorber à la fois les rayons UVA et UVB, provoquant des mutations qui, si elles ne sont pas réparées, peuvent conduire à un non-mélanome (carcinome basocellulaire, carcinome épidermoïde) ou à un cancer de la peau mélanome. D'autres molécules de la peau transmettent l'énergie UV absorbée à ces ROS et ces radicaux libres hautement réactifs. Le stress oxydatif qui en résulte peut surcharger le réseau antioxydant intégré de la peau et causer des dommages cellulaires. Les ROS peuvent réagir avec l'ADN, formant des mutations, et avec le collagène, conduisant à la formation de rides. Ils peuvent également interrompre les voies de signalisation cellulaire et l'expression des gènes.

Le résultat final de toutes ces photoréactions est un photodommage qui s'accumule au cours de la vie après une exposition répétée. Et cela ne doit pas être suffisamment souligné, cela s'applique à tous les types de peau, du type I (comme Nicole Kidman) au type VI (comme Jennifer Hudson). Indépendamment de la quantité de mélanine que nous avons dans notre peau, nous pouvons développer des cancers de la peau induits par les UV et nous verrons tous les signes du vieillissement photo-induit dans le miroir.

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La bonne nouvelle, bien entendu, est que le risque de cancer de la peau et les signes visibles du vieillissement peuvent être minimisés en empêchant la surexposition aux rayons UV. Lorsque vous ne pouvez absolument pas éviter le soleil, les écrans solaires actuels vous tiennent dans le dos (ainsi que tout le reste de votre peau).

Les écrans solaires utilisent des filtres UV: des molécules spécialement conçues pour aider à réduire la quantité de rayons UV qui atteignent la surface de la peau. Un film de ces molécules forme une barrière protectrice qui absorbe (filtres chimiques) ou réfléchit (bloqueurs physiques) les photons UV avant qu'ils ne puissent être absorbés par notre ADN et d'autres molécules réactives plus profondes dans la peau.

Aux États-Unis, la Food and Drug Administration réglemente les écrans solaires en tant que médicaments. Parce que nous étions historiquement plus préoccupés par la protection contre les coups de soleil, 14 molécules bloquant les rayons UVB provoquant des coups de soleil sont approuvées. Aux États-Unis, deux molécules bloquant les rayons UVA sont disponibles: l’avobenzone, un filtre chimique; et l'oxyde de zinc, un bloqueur physique - témoigne de notre compréhension plus récente selon laquelle les UVA causent des problèmes, pas seulement le bronzage.

La FDA a également adopté des exigences strictes en matière d’étiquetage - le plus évident concerne le facteur de protection solaire (FPS). Sur les étiquettes depuis 1971, le FPS représente le temps relatif qu’il faut à une personne pour se faire brûler par les rayons UVB. Par exemple, si cela prend généralement 10 minutes pour brûler, puis, s'il est utilisé correctement, un écran solaire SPF 30 devrait fournir 30 fois cette protection, soit 300 minutes avant le coup de soleil.

«Utilisé correctement» est la phrase clé. Les recherches montrent qu’il faut environ une once, ou en gros une quantité d’écran solaire de la taille d’un verre, pour couvrir les zones exposées du corps de l’adulte moyen, et une quantité de nickel pour le visage et le cou (plus ou moins, selon votre taille du corps). La majorité des gens appliquent entre le quart et la moitié des quantités recommandées, ce qui expose leur peau à un risque de coup de soleil et de dommages causés par la photo.

De plus, l'efficacité de l'écran solaire diminue dans l'eau ou lors de la transpiration. Pour aider les consommateurs, la FDA exige désormais que les écrans solaires étiquetés «résistant à l'eau» ou «très résistant à l'eau» durent respectivement jusqu'à 40 minutes ou 80 minutes dans l'eau. L'American Academy of Dermatology et d'autres groupes de professionnels de la santé recommandent une nouvelle application. immédiatement après les sports nautiques. La règle générale est de faire une nouvelle demande toutes les deux heures et certainement après les sports nautiques ou la transpiration.

Aux États-Unis, la FDA réglemente les écrans solaires disponibles pour les consommateurs. Aux États-Unis, la FDA réglemente les écrans solaires disponibles pour les consommateurs. (Sheila Fitzgerald via Shutterstock.com)

Pour obtenir des valeurs de FPS élevées, plusieurs filtres UVB sont combinés dans une formulation basée sur les normes de sécurité définies par la FDA. Cependant, le SPF ne prend pas en compte la protection UVA. Pour qu'un écran solaire puisse prétendre avoir une protection contre les rayons UVA et UVB et porter le label "Large spectre", il doit réussir le test à large spectre de la FDA, dans lequel l'écran solaire reçoit une forte dose de rayons UVB et UVA avant de tester son efficacité.

Cette étape de pré-irradiation a été établie dans les règles de la FDA en matière d'étiquetage des écrans solaires de 2012 et reconnaît quelque chose d'important à propos des filtres UV: certains peuvent être photolabiles, ce qui signifie qu'ils peuvent se dégrader sous irradiation UV. L'exemple le plus célèbre est peut-être le PABA. De nos jours, cette molécule absorbant les UVB est rarement utilisée dans les écrans solaires car elle forme des photoproduits qui provoquent une réaction allergique chez certaines personnes.

Mais le test à large spectre n'est vraiment entré en vigueur qu'après la mise sur le marché de l'avobenzone, une molécule absorbant les UVA. L’avobenzone peut interagir avec l’octinoxate, un absorbeur d’UVB puissant et largement utilisé, de manière à rendre l’avobenzone moins efficace contre les photons UVA. L'octocrylène de filtre UVB, quant à lui, aide à stabiliser l'avobenzone de sorte qu'il dure plus longtemps sous sa forme absorbant les UVA. De plus, vous remarquerez peut-être sur certaines étiquettes de protection solaire la molécule d'éthylhexyl méthoxycrylène. Il aide à stabiliser l'avobenzone, même en présence d'octinoxate, et nous offre une protection plus durable contre les rayons UVA.

La prochaine innovation en matière de protection solaire est l’élargissement de leur mission. Parce que même les filtres solaires à FPS les plus élevés ne bloquent pas 100% des rayons UV, l'ajout d'antioxydants peut fournir une deuxième ligne de protection lorsque les défenses antioxydantes naturelles de la peau sont surchargées. Parmi les ingrédients antioxydants avec lesquels mes collègues et moi avons travaillé, citons l'acétate de tocophérol (vitamine E), le phosphate de sodium ascorbyle (vitamine C) et le DESM. Et les chercheurs en protection solaire commencent à rechercher si l’absorption d’autres couleurs de la lumière, comme l’infrarouge, par les molécules de la peau a un rôle à jouer dans le photodécoupage.

Alors que les recherches se poursuivent, nous sommes certains que la protection de notre ADN contre les rayons UV, pour les personnes de toutes les couleurs, est synonyme de prévention des cancers de la peau. La Skin Cancer Foundation, l’American Cancer Society et l’American Academy of Dermatology soulignent toutes que la recherche montre que l’utilisation régulière d’un écran solaire FPS de 15 ou plus empêche les coups de soleil et réduit le risque de cancers autres que le mélanome de 40% et le mélanome de 50%.

Nous pouvons toujours profiter d'être au soleil. Contrairement à ma tante Muriel et à nos enfants dans les années 1980, nous devons simplement utiliser les ressources dont nous disposons, des manches longues aux écrans solaires en passant par les écrans solaires, afin de protéger les molécules de notre peau, en particulier notre ADN, contre les rayons UV.


Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation. La conversation

Kerry Hanson, chercheur en chimie, Université de Californie à Riverside

Comment l'écran solaire protège l'ADN de votre peau