Что и как защищает кожу от УФ-излучения?

Обычно те материалы, которые задерживают видимый свет, непрозрачны и для УФ-лучей. Обратное не всегда верно: вещество может быть совершенно прозрачным и бесцветным и в то же время почти полностью задерживать УФ-лучи. Очень важна и толщина материала: с ее увеличением интенсивность поглощения возрастает по экспоненте. Например, обычное оконное стекло толщиной 0,1 мм весьма прозрачно во всей УФ-области. То же стекло толщиной 3 мм пропускает свет уже только в области УФ А. Частично пропускает ультрафиолет и легкая одежда. Наиболее прозрачны ткани редкого плетения из тонких волокон, вроде капрона. Из полимерных материалов самый прозрачный – полиэтилен, он совсем немного ослабляет УФ-радиацию. В то же время пленки из полистирола и некоторых других полимеров задерживают ультрафиолет значительно лучше.

Чтобы защитить кожу от солнца, особенно на пляже, используют специальные кремы. Они в ходу довольно давно, но раньше их состав подбирали чисто эмпирически, не имея представления о том, какие химические реакции происходят в коже под действием света. Получались, по современным понятиям, довольно жуткие смеси. Так, в рецептурном справочнике, изданном с США в тридцатые годы, в состав солнцезащитных кремов рекомендовали вводить различные экзотические вещества (трагант, миндальное масло, сосновое масло, китайское коричное масло и т.п.), а также весьма сомнительные соединения – борную кислоту, буру, фенол, полиалкилгликоли (под фирменным на званием "гликопон"), сульфат хинина, холестерин, нафтолдисульфонат натрия. Популярны были также неорганические пигменты белого цвета, защитная роль которых сводилась к чисто механическому отражению и рассеянию света. Интересно, что простым добавлением коричневого красителя почти любой состав можно было превратить в средство для загара!

Сейчас подход к созданию солнце защитных кремов чисто научный. Косметологи исходят из того, что эти средства должны помогать природным механизмам обезвреживать опасные кванты УФ-излучения. Эта помощь может быть просто механической: например, оксид цинка или титана делает крем ярко-белым и он образует на коже непрозрачный слой, который отражает и рассеивает ультрафиолетовое излучение. В состав кремов вводят также органические соединения, которые поглощают солнечную радиацию в нужном диапазоне длин волн. При этом молекулы-защитники не должны сами вступать в реакции или давать вредные продукты, например свободные радикалы. Их задача – поглотить квант света, очень быстро возвратиться из возбужденного состояния в основное и работать дальше. Конечно, к веществам в составе солнцезащитных кремов предъявляют и другие требования: они должны быть нетоксичными, не раздражать кожу и т.д. Некоторые из таких соединений показаны на рисунке 4.

Все они содержат бензольные кольца, многие – сопряженные системы связей, благодаря которым и поглощают ультрафиолетовое излучение. Первой косметологам приглянулась пара-аминобензойная кислота (по-английски сокращенно РАВА, от p-aminobenzoic acid). Сложные эфиры РАВА (этиловый, пропиловый, изопропиловый) применяют в медицине в качестве местных анестезирующих средств, например новокаин. Проблема в том, что РАВА плохо растворяется в жироподобных веществах, которые, собственно, и составляют основу любого крема. Поэтому используют сложные эфиры: они растворяются значительно лучше. Однако у 1-2% людей РАВА и ее производные вызывают аллергические реакции.

С этой точки зрения предпочтительнее другие солнцезащитные соединения, например эфиры коричной кислоты С6Н5-СН=СН-СООН и салициловой кислоты, производные бензофенона С6Н5-СО – С6Н5. Они очень хорошо поглощают УФ-излучение. Так, незамещенная коричная кислота делает это в сто раз лучше, чем бензол. Поэтому для кремов достаточно совсем небольших концентраций производных этой кислоты (циннаматов). Производные салициловой кислоты поглощают хуже, соответственно концентрация этих соединений в защитных кремах должна быть более высокой.

Защитное действие любого такого соединения или их смеси оценивается “защитным фактором". Например, если раздражение на чистой коже появилось через 10 минут облучения, а на смазанной кремом (в точно таких же условиях) – через час, то защитный фактор равен 60:10 = 6. Часто для повышения защитного фактора в одном креме одновременно применяют несколько различных соединений.

Помимо соединений с солнцезащитным действием, известны и такие, которые, напротив, увеличивают чувствительность кожи к ультрафиолетовому и даже видимому свету. Такие соединения (их называют фотосенсибилизаторами) могут попасть в кожу и при непосредственном контакте, и при приеме внутрь. С этим должны считаться химики, работающие с большим количеством различных соединений, действие которых на организм недостаточно изучено. Известно довольно много сенсибилизаторов загара: различные смолы, желчь, хинин, метиленовый синий, зозин и даже мука, которая вызывает "гречишную" болезнь. К их числу относятся и некоторые лекарства, например сульфаниламиды. Вот почему при лечении такими препаратами надо избегать длительного пребывания на солнце. Впрочем, соединения, обладающие особенно сильным фотосенсибилизирующим действием, используют для лечения некоторых кожных болезней.