De term fotoprotectie verwijst naar de mechanismen die de natuur gebruikt om de schadelijke effecten van UV-straling op de menselijke huid te minimaliseren .

Mechanisme van Actie

Na absorptie van een UV- foton bevindt het betreffende molecuul zich in een aangeslagen toestand en is daarom zeer reactief. Om schadelijke reacties met moleculen uit de omgeving zo onwaarschijnlijk mogelijk te maken, zetten sommige moleculen de excitatie-energie zeer snel in warmte. Dit voorkomt de vorming van vrije radicalen die het DNA kunnen beschadigen. Het fotochemische proces dat de energie van de straling omzet naar warmte, heet interne conversie ( engl. : Interne conversie). Door dit fotobeschermingsmechanisme is de aangeslagen toestand van het absorberende molecuul van zeer korte duur. De ultrasnelle interne conversie voorkomt de vorming van vrije radicalen en reactieve zuurstofverbindingen . Dit minimaliseert indirecte DNA-schade .

Zowel DNA als eiwitten en melanine bezitten de eigenschap van ultrasnelle interne transformatie. De foto-beschermende mechanisme van DNA heeft al miljoenen jaren geleden evolutionair ontwikkeld. In die tijd bevatte de atmosfeer nog steeds geen zuurstof en was er geen beschermende ozonlaag, zodat de intensiteit van UV-straling 100 tot 1000 keer sterker was dan nu. Dit selectieproces heeft geholpen bepalen welke bouwstenen al het leven op aarde vormen. In DNA zijn deze bouwstenen adenosine , guanine , cytosine en thymine . [1]De ultrasnelle interne transformatie verkort de levensduur van de reactieve aangeslagen toestand van adenosine, guanine, cytosine en thymine drastisch. In DNA, die leven slechts enkele femtoseconden (10 -15 s). Dit is enkele ordes van grootte korter dan in de filters die worden gebruikt in zonnebrandmiddelen .

UV-filter andere namen Aandeel van de moleculen die de energie omzet in warmte (quantumopbrengst : Φ) [2] Moleculen die de energie niet snel genoeg omzetten in warmte
Deoxyribonucleïnezuur (DNA) meer dan 99,9% minder dan 0,1%
melanine meer dan 99,9% minder dan 0,1%
2-fenylbenzimidazool-5-sulfonzuur PBSA, Eusolex 232, Parsol HS,
2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoaat Padimate-O, Oxtyldimethyl PABA, OD-PABA, EHDAB 0.1 = 10% 90%
3- (4′-methyl) benzylideen-bornan-2-on (4-MBC), (MBC), Parsol 5000, Eusolex 6300 0.3 = 30% 70%
4- tert- Butyl-4′-methoxydibenzoylmethaan (BM-DBM), Avobenzone, Parsol 1789, Eusolex 9020 butyl-methyoxydibenzoylmethane
anthranilate (MA), methylanthranilaat, methyl-2-aminobenzoaat 0.6 = 60% 40%
4-methoxykaneelzuur-2-ethylhexylester (2-EHMC), (EHMC), EMC, octyl methoxycinnamaat , OMC, Eusolex 2292, Parsol 0.81 = 81% 19%

De opgewonden toestand van melanine is ook van zeer korte duur, en daarom biedt het goede fotobescherming. Melanine zet meer dan 99,9% van de stralingsenergie om die wordt geabsorbeerd in warmte. [3]

Kunstmatige melanine

De cosmetische industrie beweert soms dat de UV-filters in zonnebrandcrème werken als kunstmatige melanine. De chemicaliën die worden gebruikt voor zonnebrandmiddelen hebben echter niet het vermogen om stralingsenergie zo snel en efficiënt om te zetten in warmte als de natuur dat doet. In plaats daarvan hebben deze chemicaliën een veel langere levensduur van de aangeslagen toestand. [2]

In feite zijn enkele van de stoffen die worden gebruikt in zonnefilters bekend van de fotochemie als een fotosensitizer .

De slechte fotochemische eigenschappen van UV-filters leiden tot hogere niveaus van vrije radicalen. Deze vormen zich in de huid nadat het zonnescherm de huid is binnengekomen, ongeveer 20 minuten na het aanbrengen. [4]

Literatuur

  • R. Dummer et al .: Physical Therapeutic Measures in Dermatology. , Verlag Steinkopff, 2006, blz. 56-60. ISBN 978-3-7985-1625-0
  • W. Stahl et al.: Systemische fotoprotectie door carotenoïden. In: The Dermatologist , 57/2006, blz. 281-5.

Individuele proeven

  1. Spring omhoog↑ ultrasnelle interne conversie van DNA . Betreden op 13 februari 2008.
  2. ↑ Ga naar:a b Cantrell, Ann; McGarvey, David J;: 3 (Sun Protection in Man) . In: Uitgebreide reeks in fotowetenschappen . 495, 2001, blz. 497-519. CAN 137: 43484.
  3. Spring op↑ Meredith, Paul; Riesz, Jennifer: Radiative Relaxation Quantum Yields voor synthetisch eumelanine . In: Fotochemie en fotobiologie . 79, No. 2, 2004, pp. 211-216. doi : 10.1111 / j.1751-1097.2004.tb00012.x .
  4. Jump up↑ Hanson Kerry M.; Gratton Enrico; Bardeen Christopher J.: Verbetering van de zonnebrand door UV-geïnduceerde reactieve zuurstofspecies in de huid . In: Vrije Radicale Biologie en Geneeskunde . 41, nr. 8, 2006, pp. 1205-1212. doi : 10.1016 / j.freeradbiomed.2006.06.011 .