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孙尉翔,华南理工大学材料科学研究所博士研究生,主要研究非线性流变学,在科学网开设博客,常年热评科学事件,他主要为《新知客》读者解析各种日常生活所遇到的材料问题。
我们知道紫外线能透过皮肤表面的角质层,深入到皮肤内部的细胞中去。细胞中的一些成分吸收了紫外线之后,会产生自由基,包括反应氧(ROS)。ROS是一类反应性很高的含氧物质,它非常容易破坏细胞中的其他生物分子。虽然人体正常活动需要一定的ROS,但过多的ROS会破坏掉DNA、蛋白质和脂肪。DNA损伤更是导致组织癌变的诱因之一。
除了致癌,与ROS相关的疾病还包括动脉粥样硬化、柏金逊症、阿尔茨海默氏症、心肌梗死等。可以说,防止紫外线,就是要防止ROS过量。
防晒霜的原理,便是以所含的紫外线反射剂和吸收剂,替代细胞成分来形成ROS。假如它们乖乖地停留在皮肤表面倒还安全,如果渗到皮肤内部,反而会增加细胞内ROS的浓度,比它们不存在的情况更加恶劣!
正是由于以上担忧,大多数防晒霜产品的膏体都应用了特殊的配方,以减少防晒成分向皮肤内部的渗透。然而近年来的多项研究表明,以上的担忧的确会成真。
在防晒产品之中,经常用到的紫外线反射剂是氧化钛和氧化锌颗粒。随着纳米技术的兴起,越来越多的防晒霜把其中的氧化物颗粒做到纳米级,以增加透明度。这却引发了皮肤被渗透的危险。2009年起,关于氧化钛纳米粒子渗入皮肤,导致ROS水平升高和DNA损伤的多项研究陆续发表在《癌症研究》(Cancer Re-search)、《毒理学快报》(Toxicology Letters)等学术期刊上。尽管防晒霜中的氧化钛粒子都包裹了一层硅土,以防细胞与渗入的氧化钛直接接触。但是今年3月份刚发表的最新研究表明,这层硅土在实际使用中很容易降解掉,有等于没有。
还有同时存在于防晒霜中的紫外线吸收剂——亚佛苯酮和二苯酮-3,以往的研究表明它们渗入皮肤的浓度一般都远低于危险值。但是假如防晒霜使用不当的话也会增加隐患。2006年美国加州大学河滨分校的研究人员发现,亚佛苯酮和二苯酮-3尽管含量在FDA允许的浓度范围之内,如果超过1小时不洗掉的话,能被猪和鼠的皮肤吸收,在紫外线照射下,会引起细胞内ROS含量的增高,甚至比不涂这些物质的情况还要严重。
该项研究表明,需要频繁地换涂防晒霜,才能防止有害的成分渗入皮肤。随着防晒成分光稳定技术的发展,换涂的建议时间间隔一般都在2~3个小时。有的产品声称无需换涂,这等于任凭这些成分慢慢向皮肤内渗透,反而增加了致癌风险。
就算保持经常换涂,涂得过少也有问题。按照美国FDA的推荐,防晒霜的使用量应该是每平方厘米皮肤达到2毫克,写在产品上的防晒指数SPF值就是按照这样的使用量来定义的。如果使用量达不到该水平,实际效果的SPF值就会大幅下降。2007年英国皮肤病学杂志(British Journal of Derma-tology)一项研究表明,标明SPF=16的防晒产品,如果只涂了推荐量的1/4,实际SPF就只有2左右。更糟的是抹了防晒霜之后,人就容易放松警惕,往往大胆地去晒太阳。
更加令人纠结的是,防晒霜涂得过多,又会导致维生素D缺乏症。皮肤合成维生素D需要紫外线的照射。20世纪80年代在澳大利亚和新西兰开始了一项全民防止皮肤癌的运动,大力提倡使用防晒霜,过了20年后发现,虽然皮肤癌患者数量有所下降,但维生素D缺乏症患者数量却大幅上升。
根据美国环保局的建议,日常防止紫外线的正确做法应该是躲着:留意天气预报的户外紫外线强度指数,紫外线强度高就少出行;一定要出行。除了正确使用防晒霜,还要尽量找荫凉的地方活动。
长远来说,最好的行动还是保护臭氧层,少开空调多种树。否则有朝一日,地表的紫外线强度就不止是“不宜出行”,而是“不宜生存”了。
我们知道紫外线能透过皮肤表面的角质层,深入到皮肤内部的细胞中去。细胞中的一些成分吸收了紫外线之后,会产生自由基,包括反应氧(ROS)。ROS是一类反应性很高的含氧物质,它非常容易破坏细胞中的其他生物分子。虽然人体正常活动需要一定的ROS,但过多的ROS会破坏掉DNA、蛋白质和脂肪。DNA损伤更是导致组织癌变的诱因之一。
除了致癌,与ROS相关的疾病还包括动脉粥样硬化、柏金逊症、阿尔茨海默氏症、心肌梗死等。可以说,防止紫外线,就是要防止ROS过量。
防晒霜的原理,便是以所含的紫外线反射剂和吸收剂,替代细胞成分来形成ROS。假如它们乖乖地停留在皮肤表面倒还安全,如果渗到皮肤内部,反而会增加细胞内ROS的浓度,比它们不存在的情况更加恶劣!
正是由于以上担忧,大多数防晒霜产品的膏体都应用了特殊的配方,以减少防晒成分向皮肤内部的渗透。然而近年来的多项研究表明,以上的担忧的确会成真。
在防晒产品之中,经常用到的紫外线反射剂是氧化钛和氧化锌颗粒。随着纳米技术的兴起,越来越多的防晒霜把其中的氧化物颗粒做到纳米级,以增加透明度。这却引发了皮肤被渗透的危险。2009年起,关于氧化钛纳米粒子渗入皮肤,导致ROS水平升高和DNA损伤的多项研究陆续发表在《癌症研究》(Cancer Re-search)、《毒理学快报》(Toxicology Letters)等学术期刊上。尽管防晒霜中的氧化钛粒子都包裹了一层硅土,以防细胞与渗入的氧化钛直接接触。但是今年3月份刚发表的最新研究表明,这层硅土在实际使用中很容易降解掉,有等于没有。
还有同时存在于防晒霜中的紫外线吸收剂——亚佛苯酮和二苯酮-3,以往的研究表明它们渗入皮肤的浓度一般都远低于危险值。但是假如防晒霜使用不当的话也会增加隐患。2006年美国加州大学河滨分校的研究人员发现,亚佛苯酮和二苯酮-3尽管含量在FDA允许的浓度范围之内,如果超过1小时不洗掉的话,能被猪和鼠的皮肤吸收,在紫外线照射下,会引起细胞内ROS含量的增高,甚至比不涂这些物质的情况还要严重。
该项研究表明,需要频繁地换涂防晒霜,才能防止有害的成分渗入皮肤。随着防晒成分光稳定技术的发展,换涂的建议时间间隔一般都在2~3个小时。有的产品声称无需换涂,这等于任凭这些成分慢慢向皮肤内渗透,反而增加了致癌风险。
就算保持经常换涂,涂得过少也有问题。按照美国FDA的推荐,防晒霜的使用量应该是每平方厘米皮肤达到2毫克,写在产品上的防晒指数SPF值就是按照这样的使用量来定义的。如果使用量达不到该水平,实际效果的SPF值就会大幅下降。2007年英国皮肤病学杂志(British Journal of Derma-tology)一项研究表明,标明SPF=16的防晒产品,如果只涂了推荐量的1/4,实际SPF就只有2左右。更糟的是抹了防晒霜之后,人就容易放松警惕,往往大胆地去晒太阳。
更加令人纠结的是,防晒霜涂得过多,又会导致维生素D缺乏症。皮肤合成维生素D需要紫外线的照射。20世纪80年代在澳大利亚和新西兰开始了一项全民防止皮肤癌的运动,大力提倡使用防晒霜,过了20年后发现,虽然皮肤癌患者数量有所下降,但维生素D缺乏症患者数量却大幅上升。
根据美国环保局的建议,日常防止紫外线的正确做法应该是躲着:留意天气预报的户外紫外线强度指数,紫外线强度高就少出行;一定要出行。除了正确使用防晒霜,还要尽量找荫凉的地方活动。
长远来说,最好的行动还是保护臭氧层,少开空调多种树。否则有朝一日,地表的紫外线强度就不止是“不宜出行”,而是“不宜生存”了。