كيف يعمل الواقي من الشمس؟ | العلوم الحية
يتفق الخبراء على أن الواقي من الشمس – سواء كان بخاخ أو لوشن أو جل أو شمع – هو جزء أساسي من العناية اليومية بالبشرة. كخط دفاع أول ضد حروق الشمس ، يحمي الواقي من الشمس خلايا الجلد من تلف الحمض النووي الذي يمكن أن يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة للجلد وتطور سرطان الجلد ، وفقًا لـ مؤسسة سرطان الجلد (SCF).
لكن كيف يعمل الواقي من الشمس؟ هنا ، نلقي نظرة عميقة على كيفية مساهمة مكونات معينة للوقاية من أشعة الشمس في الحماية من أشعة الشمس.
ما هو واقي الشمس؟
الأشعة فوق البنفسجية A (UVA) والأشعة فوق البنفسجية B (UVB) هي أنواع من الضوء تقع بين الضوء المرئي والأشعة السينية على المجال الكهرومغناطيسي؛ يتم إنتاج كلا النوعين من الأشعة فوق البنفسجية بواسطة الشمس وأسرة التسمير. لا تستطيع عيون الإنسان رؤية هذه الأشعة ، لأن أطوالها الموجية أقصر من الضوء المرئي ، وفقًا لـ SCF.
تتكون منتجات الحماية من الشمس من مزيج من المواد الكيميائية التي تمنع الأشعة فوق البنفسجية من حرق الجلد. ومع ذلك ، لا تحقق جميع واقيات الشمس هذه الحماية بنفس الطريقة.
ومع ذلك ، يتم تصنيع معظم واقيات الشمس باستخدام تركيبة مماثلة ، وفقًا لـ الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS). يتكون ما لا يقل عن نصف واقي الشمس النموذجي من عوامل استقرار ، مثل المذيبات والمواد الحافظة وعوامل التكثيف والمستحلبات. تحافظ هذه المركبات على المكونات الأخرى في حالة تعليق ، وتطيل العمر الافتراضي للمنتج وتساعد في الحفاظ على اتساقها. يتكون ما يقرب من ربع واقي الشمس النموذجي من عطور ومرطبات ومركبات أخرى تعمل على تحسين ملمسها أو رائحتها. وقالت الرابطة إن المكونات النشطة للواقي من الشمس ، والتي تعني المركبات التي تحجب الأشعة فوق البنفسجية وتوفر الحماية من أشعة الشمس ، تشكل ما يقرب من 20 ٪ من تركيبة واقية من الشمس النموذجية.
تحتوي منتجات الحماية من الشمس بشكل أساسي على نوعين من المكونات النشطة: مرشحات الأشعة فوق البنفسجية الكيميائية ، والمعروفة أيضًا باسم المرشحات “العضوية” ، والمرشحات الفيزيائية أو غير العضوية للأشعة فوق البنفسجية ، تيرينس تشونجقال عالم الكيمياء الحيوية وعالم التجميل في نورفولك بإنجلترا لـ Live Science عبر البريد الإلكتروني. (لاحظ أن كلمة “عضوي” هنا مصطلح كيميائي يشير إلى حقيقة أن فلاتر الأشعة فوق البنفسجية هذه تحمل مركبات تحتوي على الكربون ، بينما تفتقر المركبات “غير العضوية” إلى روابط الكربون والهيدروجين وعادة لا تحتوي على الكربون على الإطلاق. هنا ، العضوية لا تشير إلى طريقة الإنتاج ، كما هو الحال في إنتاج الغذاء ، على سبيل المثال.)
يكمن الاختلاف الرئيسي بين هذه المرشحات الواقية من الشمس في كيفية منع الأشعة فوق البنفسجية الضارة من اختراق الجلد ، كما قال تشونغ. وقال إن منتجات الحماية من الشمس قد تحتوي أيضًا على عوامل نباتية ، مثل مستخلص الشاي الأخضر ، التي يمكن أن تساعد في تخفيف تلف الجلد الناتج عن الشمس.
كيف تعمل واقيات الشمس الكيميائية؟
تحتوي واقيات الشمس الكيميائية أو العضوية على فلاتر للأشعة فوق البنفسجية تمتص الأشعة فوق البنفسجية وتحول الطاقة إلى حرارة ، ثم تتبدد من الجلد. وقال تشونج إن أمثلة المرشحات الكيميائية للأشعة فوق البنفسجية تشمل المواد أفوبينزون وأوكتينوكسات وأوكسي بنزون.
تم التعرف على فلاتر الأشعة فوق البنفسجية الكيميائية المعتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على أنها آمنة للاستخدام في مستحضرات التجميل الموضعية. ومع ذلك ، فقد أثيرت مخاوف في بعض الأحيان بشأن المخاطر الصحية المحتملة. على سبيل المثال، وجدت دراسة صغيرة عام 2019 ذلكبعد وضعها على الجلد ، يمكن لهذه المواد الكيميائية أن تدخل مجرى الدم ، ولكن من غير الواضح ما إذا كان لها أي آثار في مجرى الدم على الجسم. أثيرت مخاوف أكثر تحديدًا بشأن الأوكسي بنزون ، والذي يمكن أن يعطل وظيفة هرمونات معينة عند إطعام الفئران ، ولكن لم يتم ملاحظة نفس التأثيرات في البشر الذين يستخدمون واقي الشمس موضعيًا ، وفقًا لتقارير المستهلك.
لهذا السبب ، فإن تنصح الأكاديمية الأمريكية لطب الأطفال (AAP) مقدمو الرعاية ضد استخدام واقيات الشمس المحتوية على أوكسي بنزون على أطفالهم ، الذين يفرزون الهرمونات أنظمة الغدد الصماء لا تزال تتطور. تذكر ، مع ذلك ، أنه من المهم اتخاذ خطوات لمنع حروق الشمس ، لذا فإن استخدام أي واقي من الشمس أفضل من عدم استخدام واقٍ من الشمس على الإطلاق ، حسب AAP.
نظرًا لأن واقيات الشمس الكيميائية يجب أن يمتصها الجلد لتوفير الحماية الكافية ، فإنها لا تميل إلى ترك البقايا البيضاء الطباشيرية المميزة لواقيات الشمس المعدنية ، الدكتور راج أرورا، وهو طبيب تجميل مقيم في إيغام بإنجلترا ، قال لـ Live Science عبر البريد الإلكتروني. ومع ذلك ، فهي أيضًا لا توفر حماية فورية من أشعة الشمس. قالت أرورا إنه بعد وضع واقي الشمس الكيميائي على الجلد ، يستغرق الأمر حوالي 20 دقيقة للوصول إلى طبقات الجلد العميقة وتصبح فعالة.
بالإضافة إلى ذلك ، قد لا تكون واقيات الشمس الكيميائية مناسبة للأشخاص المصابين العُدّ الورديوقال أرورا ، والكلف وحب الشباب وأمراض الجلد الالتهابية الأخرى. وقالت إنه نظرًا لأن مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية تعمل على إطلاق الحرارة من سطح الجلد ، فإنها قد تؤدي إلى بعض التهيج وعدم الراحة لدى أولئك الذين تكون بشرتهم ملتهبة بالفعل. بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤدي واقيات الشمس الكيميائية إلى تفاعلات حساسية يمكن أن تجعل فرط التصبغ أسوأ هارفارد هيلث.
غالبًا ما يتم تصميم واقيات الشمس الكيميائية للحماية من أشعة UVA و UVB. ومع ذلك ، في حين أن نوعًا واحدًا من مرشحات UVB الكيميائية يمكن أن يغطي الطيف الكامل من أشعة UVB ، فإن مرشحات UVA فعالة فقط ضد أطوال موجات UVA معينة ، وفقًا للمورد الطبي StatPearls. نتيجة لذلك ، تميل تركيبات الحماية من الشمس إلى استخدام مجموعة من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية المتعددة لتوفير حماية شاملة وواسعة النطاق.
ومع ذلك ، فإن الجانب السلبي المحتمل هو أن هذه المركبات لا تذوب في الماء ، وهذا قد يجعلها تلتصق بالكائنات المائية الرخوة وتشكل تهديدًا محتملاً للنظم البيئية البحرية. حظرت هاواي واقيات الشمس التي تحتوي على أوكسي بنزون وأوكتينوكسات لحماية الشعاب المرجانية من مثل هذه الأضرار. والجدير بالذكر أن العديد من الدراسات التي أشارت إلى أن فلاتر الأشعة فوق البنفسجية تضر بالحياة البحرية كانت دراسات معملية استخدمت تركيزات أعلى من المركبات مقارنة بما تجده في أماكن السباحة والغطس الواقعية ، وفقًا لمؤسسة سميثسونيان. ومع ذلك ، فإن التأثيرات المحتملة للواقي من الشمس على المرجان والحياة البحرية الأخرى هي مصدر قلق ويجري التحقيق فيها.
كيف تعمل واقيات الشمس المعدنية؟
تحتوي واقيات الشمس الفيزيائية ، والمعروفة أيضًا باسم واقيات الشمس المعدنية أو “واقيات الشمس” ، على مرشحات معدنية للأشعة فوق البنفسجية توضع فوق سطح الجلد وتعمل كحاجز مادي. تعمل هذه المركبات المعدنية ، مثل أكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم ، من خلال عكس ونشر الأشعة فوق البنفسجية بنفس الطريقة التي تعمل بها الملابس ، وفقًا لشركة StatPearls.
ونتيجة لذلك ، فإن واقيات الشمس الفيزيائية تكون فعالة بمجرد وضعها ، وتوفر حماية جيدة ضد كل من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (A) والأشعة فوق البنفسجية (B) ، على حد قول أرورا. من ناحية أخرى ، يمكن أن تترك المرشحات المعدنية طبقة بيضاء غير مرغوب فيها على الجلد عند استخدامها في تركيبات عالية الحماية من الشمس (عامل الحماية من الشمس). وأضافت أن الاستخدام المتكرر ضروري أيضًا ، لأن العرق والماء يمكن أن يتسببان في فرك واقيات الشمس المعدنية بسهولة.
من ناحية أخرى ، فإن مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المعدنية أكثر مقاومة للضوء من نظيراتها العضوية ، مما يعني أنها تحتفظ بخصائصها الوقائية تحت التعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترات أطول من الوقت ، كما قال تشونغ.
قد يفضل الأشخاص ذوو البشرة الحساسة واقيات الشمس المعدنية ، حيث تقل احتمالية تسببها في حدوث تهيج. وقال تشونغ إن ذلك لأنها لا تحول الأشعة فوق البنفسجية إلى حرارة ، كما أن حجم جزيئات فلاتر الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية أكبر من أن تخترق حاجز الجلد. وأضافت أرورا أن واقيات الشمس المعدنية قد تكون مفيدة بشكل خاص للأشخاص الذين يعانون من العد الوردي أو البشرة الحساسة أو مشاكل فرط التصبغ.
ما هي المكونات الأخرى الواقية من الشمس التي تساهم في الحماية من أشعة الشمس؟
تعد المرشحات الكيميائية والفيزيائية للأشعة فوق البنفسجية ضرورية لمنع الأشعة فوق البنفسجية الضارة. ومع ذلك ، فهي ليست المكونات النشطة الوحيدة في مستحضرات الوقاية من الشمس.
تحتوي العديد من واقيات الشمس على مركبات تساعد أيضًا في تقليل تلف الجلد الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. على سبيل المثال ، يمكن لأشعة UVA أن تولد جذورًا حرة وجزيئات شديدة التفاعل يمكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي لخلايا الجلد وبالتالي تزيد من خطر الإصابة بسرطان الجلد. لمواجهة ذلك ، تأتي العديد من واقيات الشمس بمضادات الأكسدة المضافة ، التي تحيد الجذور الحرة ، وإنزيمات ترميم الحمض النووي ، وهي بروتينات تساعد في إصلاح الحمض النووي التالف ، وفقًا لـ StatPearls. قد تشمل مضادات الأكسدة فيتامين ج وفيتامين هـ ، بالإضافة إلى بعض المركبات المشتقة من النباتات.
وقال تشونغ: “توفر العوامل النباتية ، مثل مستخلص الشاي الأخضر ومستخلص بذور العنب وحمض الفيروليك ، فوائد مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات”. “على الرغم من أنها ليست مكونات أساسية للحماية من أشعة الشمس نظرًا لتكلفتها العالية وتأثيراتها الضارة المحتملة بتركيزات عالية ، إلا أنها يمكن أن تعزز تصنيفات عامل الحماية من أشعة الشمس وتكمل عمل فلاتر الأشعة فوق البنفسجية.”
بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي كريمات الوقاية من الشمس على أوسموليت ، وهي جزيئات صغيرة تساعد على تنظيم ترطيب خلايا الجلد المعرضة للأشعة فوق البنفسجية. من أمثلة الأسمولات الواقية من الشمس توراين وإكتوين ، وفقًا لـ StatPearls.
ما هو عامل الحماية من الشمس؟
يشير عامل الحماية من الشمس (SPF) إلى درجة الحماية من حروق الشمس التي يوفرها منتج معين. ومع ذلك ، فإن هذا الإجراء مخصص فقط لأشعة UVB ، وفقًا لـ ادارة الاغذية والعقاقير. لاحظ أن واقيات الشمس التي ثبت أنها تحمي من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة الحجم تحمل علامة “طيف واسع”.
يتم حساب قيمة عامل الحماية من الشمس (SPF) بناءً على مقدار التعرض للأشعة فوق البنفسجية اللازمة للتسبب في حروق الشمس عند استخدام الشخص للواقي من الشمس مقارنةً بكمية التعرض للأشعة فوق البنفسجية للتسبب في حروق الشمس دون أي حماية. بعبارات أبسط ، يساعد رقم SPF الخاص بالمنتج في تحديد المدة التي سيحمي فيها الواقي من الشمس الجلد قبل الحاجة إلى إعادة وضعه ، وفقًا لـ جمعية الجلد الأمريكية (ك).
على سبيل المثال ، الشخص الذي سيحترق في غضون 20 دقيقة دون حماية من أشعة الشمس سيكون محميًا لمدة خمس ساعات تقريبًا إذا استخدم واقيًا من الشمس SPF 15 (SPF 15 x 20 minutes = 300 minutes) ، وفقًا لما تنص عليه ASA. بالطبع ، قد يختلف هذا الوقت اعتمادًا على الوقت من اليوم والموقع الجغرافي للشخص ، كما تلاحظ إدارة الغذاء والدواء.
بموجب تشريعات إدارة الغذاء والدواء الحالية ، يجب أن تحمل المنتجات التي ليست واسعة الطيف أو التي لا تحتوي على عامل حماية من الشمس 15 على الأقل ملصق تحذير يفيد بأنه ثبت أنها تساعد في منع حروق الشمس ولكن ليس سرطان الجلد أو الشيخوخة المبكرة.
هذه المقالة للأغراض الإعلامية فقط وليس المقصود منها تقديم المشورة الطبية.
