Radiación y protección de la piel Más allá de los UV

 

 

 

Mª Teresa Alcalde Pérez. Licenciada en Farmacia.
Profesora Asociada, Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación, Universidad
de Barcelona (UB). Profesora del Máster en Dermofarmacia y Cosmetología de la UB.

 

La fotoprotección de la piel humana mediante protectores solares y productos de cuidado diario se ha centrado tradicionalmente en la prevención de los daños agudos (por ejemplo, la quemadura solar) y crónicos (cáncer de piel y fotoenvejecimiento) que pueden producirse por la exposición a los rayos ultravioleta (UVB y UVA).

Sin embargo, durante la última década, se ha apreciado que las longitudes de onda más allá del espectro ultravioleta, en particular la luz visible y la radiación infrarroja, contribuyen al daño de la piel en general y al fotoenvejecimiento de la piel humana en particular1. En consecuencia, la industria cosmética ha desarrollado productos para el cuidado de la piel y protectores solares que protegen no sólo frente a la radiación UVB o UVA, sino que también proporcionan fotoprotección frente la luz visible y la radiación infrarroja.

Este artículo realiza una visión general de los efectos biológicos de la radiación solar en la piel humana y posteriormente, en base a esta información, revisa las estrategias cosméticas que se están utilizando con éxito para conseguir una fotoprotección de la piel más allá del ultravioleta.

El espectro solar se compone de aproximadamente de 53% de rayos infrarrojos (IR), 40% de luz visible (Vis) y solamente 7% de rayos ultravioleta (UV), los más conocidos. Se diferencian entre sí por su longitud de onda y su penetración más o menos profunda en la piel (figura 1).

 

Figura 1. Penetración de los rayos UV, Visible e IR en la piel2.. Los IR-A alcanzan la hipodermis; la luz visible y los UVA penetran hasta la dermis profunda (dermis reticular); y los UVB, menos penetrantes, llegan a la dermis superficial (dermis capilar) y la epidermis

 

Los rayos ultravioleta son una radiación electromagnética invisible para el ojo humano. El rango de la radiación ultravioleta (UV) está formado por:

  • la radiación UVC (100–290 nm), que queda bloqueada en la capa de ozono y no alcanza la superficie terrestre,
  • la radiación UVB (290–315 nm), que queda absorbida en un 90-95% por la capa de ozono,
  • la radiación UVA (315–400 nm), que representa el 95% de la radiación UV que llega a la tierra. Se clasifica en UVA tipo II, o UVA de
  • onda corta (320-340 nm) y UVA I, o UVA de onda larga (340-400 nm).

Los rayos UVB tienen intensidad variable según la estación del año, la hora del día y el lugar geográfico. Al ser de onda media y alcanzar menor profundidad, no atraviesan el vidrio u otras superficies. A nivel de la piel, los UVB penetran en la epidermis y tan sólo en un 10% en la dermis superficial (dermis capilar).

En cambio, los UVA están presentes todo el año, manteniendo la misma intensidad a cualquier hora del día. Los UVA atraviesan las nubes y el cristal y penetran más profundamente en la piel que los rayos UV-B incluso hasta la dermis profunda (dermis reticular).

La radiación visible (Vis) compone el 40% del espectro solar. Tiene una longitud de onda comprendida entre 400 y 800 nm. Aporta energía química y calorífica aunque menos que la infrarroja.

La radiación infrarroja, invisible para el ojo humano, representa alrededor del 54% de la radiación solar que llega a la tierra. Se sitúa en el rango de entre 760 nm hasta 1 mm y se divide en tres bandas: IR-A (760–1400 nm), IR-B (1400–3000 nm) y IR-C (3000 nm–1 mm).

  • IR-A representa el 65% del total de la radiación infrarroja. Es la que tiene mayor capacidad de penetración en la piel pudiendo llegar hasta una profundidad de 10 mm. Esto significa que alcanza la capa mas profunda de la piel, la hipodermis.
  • IR-B e IR-C son las responsables de la sensación térmica, es decir, del calor que proporciona el sol. Se trata de un calor seco que no aumenta la temperatura superficial de la piel, por lo que no somos conscientes del daño que produce. IR-B e IR-C penetran en la epidermis donde disminuyen la tasa de recambio de los queratinocitos (renovación celular).



EFECTOS PERJUDICIALES EN LA PIEL DE LOS RAYOS UV, Vis e IR

La exposición al sol tiene numerosos efectos beneficiosos en el organismo (síntesis de la vitamina D, regulación del estado anímico, etc.) y en algunas enfermedades cutáneas (psoriasis, vitíligo…). Sin embargo, la exposición prolongada y/o sin la protección adecuada a la luz solar tiene graves consecuencias para la piel.

Rayos ultravioleta. Los efectos a corto y largo plazo son ampliamente conocidos por el farmacéutico. A modo de recordatorio:

  • Los UVA producen formación de radicales libres, oxidación de los lípidos de las membranas y mutaciones en el ADN de queratinocitos, melanocitos y fibroblastos. A largo plazo, los UVA tienen un papel fundamental en el envejecimiento cutáneo prematuro y acelerado, que se manifiesta en forma de piel engrosada, arrugas, sequedad, flacidez e hiperpigmentación. También pueden ocasionar inmunosupresión, fotosensibilidad (erupción polimorfa, urticaria solar) e inducir el inicio de melanomas cutáneos y carcinoma.
  • Los UVB, los más energéticos y peligrosos, son los responsables de la aparición de eritemas, inflamación y quemaduras. Desempeñan un papel secundario en el fotoenvejecimiento y un papel crucial en la aparición de la mayoría de tipos de cáncer de piel.

 

Luz visible y luz infrarroja, tan ignoradas como peligrosas

A diferencia de lo mucho que se ha investigado el efecto perjudicial de las radiaciones UV, son pocos los estudios que se han ocupado de los efectos cutáneos de las radiaciones visible e infrarroja. Las investigaciones recientes demuestran por qué la luz visible (sobre todo la luz azul) y los IR se han convertido en los nuevos “enemigos” de la piel.



 

Luz visible. Los efectos nocivos son:

  • Pigmentación más oscura e irregular. La luz azul, o luz de alta energía (HEV) (longitud de onda entre 390 y 500 nm), aumenta el contenido de melanina en la piel y modifica su distribución en las capas epidérmicas3. En otras palabras, los queratinocitos que migran hacia la capa córnea están “sobrepigmentados” y se reparten de forma “anárquica” en la epidermis, lo que comporta que, una vez que los queratinocitos alcanzan la superficie de la piel, ésta tenga una pigmentación irregular, con manchas oscuras. Este efecto es más marcado en las personas con fototipos de piel oscuros (IV-VI) aunque también aparece en los fototipos I-III.
  • La capacidad de la luz visible para inducir la pigmentación de la piel plantea la cuestión del papel que desempeña la luz visible en los trastornos pigmentarios fotoinducidos, como por ejemplo el melasma y la hiperpigmentación post-inflamatoria. De hecho, se cree que la luz visible de los espacios interiores (hogar, oficina…) es suficiente para causar el melasma mediante la interacción con fototoxinas potenciales4.
  • Eritema. La luz visible genera un enrojecimiento inmediato producido por una vasodilatación y que desaparece en pocas horas. No hay que confundirlo con el eritema producido por los rayos UVB, que aparece varias horas después de la exposición al sol y dura varios días.
  • Fotoenvejecimiento. Los Vis inducen la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) que provocan daños en el ADN mitocondrial5. De hecho, la luz visible junto con la IR generan de más de la mitad de los radícales libres del espectro solar completo.
  • La luz visible aumenta también la actividad de la metaloproteinasa de matriz 1 (MMP-1), o enzima degradadora del colágeno dominante6. La consecuencia es la desnaturalización de las fibras de sostén (colágeno y elastina) de dermis y la disminución de la síntesis de colágeno de novo.
  • Otras acciones descritas son el aumento de la liberación de citoquinas proinflamatorias6, la inmunosupresión de las células de Langerhans7, la disminución de los carotenoides de la dermis8 y el retraso de la recuperación de la barrera epidérmica9, que favorece la deshidratación de la piel.

En resumen, la luz visible -especialmente la luz azul- contribuye sobre todo al fotoenvejecimiento y la microinflamación crónica de la piel.

Rayos infrarrojos-A. Los efectos sobre la piel surgen a largo plazo y son acumulativos:

  • Angiogénesis e inflamación cutánea por extravasación de mediadores inflamatorios10.
  • Estrés oxidativo. La radiación IR-A aumenta la formación de ROS, fundamentalmente en las mitocondrias. El calor de los IR además disminuye la actividad enzimática antioxidante de la propia piel.
  • Degradación del colágeno y elastina. El calor IR-A aumentan la actividad de las MMP-1, -3 y -1210,11. Esto se traduce en pérdida de elasticidad y firmeza, con efectos visibles en forma de arrugas, descolgamiento y flacidez.

La radiación IR-A es la que penetra más profundamente por lo que su capacidad de fotoenvejecer la piel es mucho mayor.

  • Provocan lesiones en el ADN celular, que se suman a las causadas por los rayos UVA. De momento no se ha descubierto la relación entre IR-A y cáncer si bien se sabe que el IR-A modifica más de 500 genes diferentes, algunos relacionados con los procesos de apoptosis o muerte celular.

 



Contaminación, móviles y pantallas, en el punto de mira

Por si no tuviéramos suficiente con los UVA, UVB, Vis e IR, también hay que tener en cuenta la contaminación ambiental y la luz azul. Se ha comprobado que multiplican el efecto pernicioso de la radiación solar.

Contaminación+sol, ¡mucho peor! Ambos son grandes fuentes generadoras de radicales libres, es decir, de moléculas oxidantes que alteran las células de la piel y agotan los sistemas enzimáticos de defensa del estrato córneo. Se ha comprobado que cuando polución y sol se combinan, esa oxidación que se denomina estrés oxidativo se puede multiplicar por siete ya que se potencian las acciones.

La luz azul de fuentes artificiales (bombillas fluorescentes de bajo consumo, luces LED, teléfonos móviles, tabletas y pantallas), al igual que la de fuente natural, es la radiación de mayor energía del espectro visible y está cerca de la longitud de onda de la radiación UVA. Ocasiona desórdenes de la pigmentación y fotoenvejecimiento.

 

 

LOS FOTOPROTECTORES DEL S. XXI

Según lo expuesto, todas las longitudes de onda del espectro solar producen efectos dañinos en la piel. En consecuencia, los productos destinados a proteger la piel del sol no deberían limitarse a actuar sobre los UVA y UVB sino abarcar la totalidad del espectro solar conocido (UVA + UVB + luz visible + infrarrojos).

Estos fotoprotectores más completos disponen de todo un sistema de activos que absorbe, refleja y neutraliza las diferentes ondas del espectro de la luz.

Protección ultravioleta. Se realiza mediante filtros inorgánicos -anteriormente denominados «físicos»-, filtros orgánicos y filtros organominerales o mixtos. Estos últimos actúan tanto por reflexión como por absorción de la luz y aúnan las ventajas de los inorgánicos (seguridad) y de los orgánicos (cosmeticidad).

Hoy en día, los filtros inorgánicos utilizados mayoritariamente son “nano”, es decir, tienen un tamaño de partícula inferior a 100 nm.

Los protectores solares de amplio espectro ofrecen una buena protección contra las radiaciones UVB y UVA. Sin embargo, no suelen proteger de forma eficaz del estrés oxidativo ocasionado por los UV. Para aumentar la protección antirradicales libres, se recomienda utilizar además un preparado antioxidante tópico, por ejemplo antes de la aplicación del fotoprotector. Una gran variedad de antioxidantes (vitaminas C y E, Polypodium leucotomos, pycnogenol, resveratrol…) incluidos en los fotoprotectores tienen demostrada eficacia por vía tópica12.

Protección frente a la luz visible. Solamente son capaces de reflejarla los pigmentos ópticamente opacos, es decir, los filtros inorgánicos. Los más utilizados son el óxido de zinc, el dióxido de titanio y los óxidos de hierro. Éstos últimos proporcionan un tono marrón-rojizo a la fórmula por lo que se utilizan principalmente en los fotoprotectores con color.

Si nos centramos en la protección frente a la luz azul, se ha demostrado que la combinación de dióxido de titanio y el filtro químico MBBT es capaz de reflejarla de la piel en un 50%13. Los filtros se acompañan de activos que actúan sobre los efectos de la luz azul en la piel, como la melanina fraccionada y los extractos de chile (Capsicum annuum), semilla de cacao (Theobroma cacao) y del arbusto Buddleja officinalis.

Protección contra los infrarrojos. Los filtros utilizados en los protectores solares son efectivos para disminuir los efectos de las radiaciones ultravioleta A y B, pero no protegen contra los infrarrojos.

En la actualidad no hay ningún filtro solar que bloquee la radiación IR-A. Esta acción se consigue mediante la combinación de filtros minerales y filtros biológicos (antioxidantes o antirradicales libres), especialmente los que se dirigen a la mitocondria.

Se ha demostrado que la mezcla de extracto de semilla de uva, ubiquinona, vitamina C y vitamina E proporciona una protección eficaz frente al incremento de MMP-1 in vitro inducido por la radiación IR-A14.

Otros activos que frenan la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y/o inhiben la MMP-1 inducida por los IR son la oxotiazolidina -precursora de la taurina- y los extractos de arándano rojo (Viccinium vitis-idaea), sanguinaria (Polygonum aviculare) y tara (Caesalpinia spinosa), entre otros.

Si se desea una protección IR más completa, a los filtros inorgánicos, los antioxidantes y los inhibidores de la degradación de colágeno hay que añadir un cuarto grupo de de sustancias: las que atenúan la inflamación ocasionada por los IR-A. Se trata de activos cosméticos como el extracto de Physalis angulata y el fermento de la bacteria Thermus thermophylus que inhiben la liberación de mediadores proinflamatorios. También se utilizan activos inhibidores del receptor TRPV-1 que mitigan la inflamación neurogénica.

La gran mayoría de los activos mencionados posee varias acciones anti-IR y son habituales en la formulación de los solares con protección infrarroja.

Acciones complementarias. Las formulaciones pueden incluir otros ingredientes, que dan valor añadido al fotoprotector. Los más habituales son:

  • protectores de los queratinocitos y las células de Langerhans, como la ectoína y el alga roja Lithothamnium calcareum,
  • protectores del ADN, como las algas Laminaria ochroleuca y Undaria pinnatífida,
  • activadores del bronceado, como los derivados de la tirosina y los péptidos agonistas de la melanotropina (acetyl hexapeptide-1, palmitoyl tripeptide-40),  
  • antiarrugas (ácido hialurónico de bajo peso molecular), nutritivos (karité, aceite de argán), despigmentantes, matificantes, calmantes, etc.

A diferencia de la protección frente a la radiación UVB y UVA, para las que se han definido índices como el factor de protección solar (FPS) y el oscurecimiento pigmentario persistente (PPD), respectivamente, para indicar el grado de protección proporcionado por un producto determinado, los índices de protección Visible e IR-A aún no están regulados.

 

OBJETIVO: PROTECCIÓN 365 DÍAS AL AÑO

A estas alturas, buena parte de la población es consciente de la necesidad de usar el fotoprotector en determinadas situaciones: playa, alta mar y alta montaña. Sin embargo, una gran parte del público todavía es reticente a aplicar el fotoprotector en la vida diaria. Las razones son diversas: el desconocimiento de los efectos nocivos del sol a largo plazo; el deseo de lucir un tono bronceado durante todo el año; la creencia (infundada) de que «en la ciudad no son necesarios» y otras muchas razones más.

El papel del farmacéutico, como profesional de la salud, es determinante en la educación sanitaria de la población. En el caso de la fotoprotección, el farmacéutico puede proporcionar información sobre los riesgos asociados a la exposición solar y ofrecer consejo personalizado en la elección de fotoprotectores y complementos alimenticios así como el modo correcto de aplicarlos o administrarlos.

 

Fotoprotectores para cada necesidad

En la oficina de farmacia se dispone de numerosas opciones:

  • Fotoprotectores urbanos. Se trata de fórmulas ligeras e imperceptibles, idóneas para aplicar solas o antes del maquillaje. La composición incluye sustancias filmógenas (impiden que se depositen directamente sobre la piel las partículas en suspensión del ambiente), antioxidantes y calmantes que atenúan la microinflamación crónica de la piel ocasionada por el sol, la polución y el estrés.
  • Protectores destinados a deportistas, resistentes al agua y al sudor y con índice de protección elevado.
  • Fotoprotectores para las pieles reactivas, formulados sin perfumes y con filtros 100% minerales.
  • Formatos fáciles de usar y llevar, para que se puedan reaplicar a lo largo del día: sprays de uso sobre la piel mojada, barras, brochas de polvos, etc.
  • Fórmulas más naturales, biodegradables y libres de filtros químicos, parabenos y siliconas.
  • Fotoprotectores para necesidades especiales: piel atópica, alergia solar, pieles sometidas a tratamientos médico-estéticos, fotoprotección pediátrica…

 

Complementos alimenticios, el ‘refuerzo’ desde el interior  

Los complementos que contienen antioxidantes han demostrado su eficacia para mitigar el daño de la piel causado por los UV15,16.

El carotenoide luteína protege del daño oxidativo de la luz visible mediante absorción de la luz azul17.

En cuanto a los IR, en teoría puede ser interesante la suplementación con antioxidantes ya que los IR dañan sobre todo en la dermis y los antioxidantes llegan directamente a la dermis mediante el torrente sanguíneo. Queda por demostrar mediante estudios científicos si este enfoque funciona para la protección IR-A de la piel.

 

CONSEJO FARMACÉUTICO

A los consejos habituales en fotoprotección relacionados con el tiempo de exposición, la cantidad de producto a aplicar, la frecuencia de renovación de la aplicación18, etc. se pueden añadir los siguientes:

  • Antes de recomendar un fotoprotector, comprobar si protege también frente las radiaciones visibles e infrarrojas. Si no lo hace, combinar la protección con un cosmético antioxidante de calidad (por ejemplo, un sérum). Estos preparados se pueden aplicar de nuevo por la noche para contrarrestar los efectos de la radiación recibida durante el día.
  • Evitar la exposición innecesaria a la luz azul procedente de dispositivos electrónicos. Por ejemplo, reducir la intensidad de luz de las pantallas o colocar un filtro protector, mantener las pantallas a cierta distancia…
  • Recordar la importancia de proteger la piel fuera de las situaciones de insolación intensa. Un dato revelador: el 80% de la radiación solar se recibe en la vida diaria.

 

CONCLUSIÓN

El descubrimiento de que las longitudes de onda más allá del espectro UV, en particular la radiación IR-A y la luz visible en ciertas condiciones (luz azul, fototipos oscuros), contribuyen al daño de la piel inducido por la radiación solar ha impulsado el desarrollo de nuevos productos para la fotoprotección de la piel.

Los antioxidantes aplicados tópicamente son uno de los pilares de estos productos, y han demostrado inequívocamente su efectividad mediante estudios in vitro e in vivo. Los antioxidantes por vía oral complementan la acción de los fotoprotectores y antioxidantes por vía tópica, como mínimo para las radiaciones UV y la luz azul.

El farmacéutico debe permanecer atento a los avances en fotobiología y a la evolución de las formulaciones de productos solares para ofrecer un consejo actualizado y personalizado sobre la fotoprotección de la piel.
 

 

BIBLIOGRAFÍA

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2. https://lucept.com/2016/06/30/tan-your-bum-this-summer-its-good-for-you/

3. Mahmoud BH, Ruvolo E, Hexsel CL, Liu Y, Owen MR, Kollias N, Lim HW, Hamzavi IH. Impact of long-wavelength UVA and visible light on melanocompetent skin. J Invest Dermatol. 2010;130(8):2092-7.

4. Wolf P. La luz visible sobre la piel; ¿es realmente inofensiva? Disponible en: http://www.uv-damage.org/es/art%C3%ADculo/La-luz-visible-sobre-la-piel/a3628.aspx [Consultado el 13 de mayo de 2018]

5. Godley BF, Shamsi FA, Liang FQ, Jarrett SG, Davies S, Boulton M. Blue light induces mitochondrial DNA damage and free radical production in epithelial cells. J Biol Chem. 2005;280(22):21061-6.

6. Liebel F, Kaur S, Ruvolo E, Kollias N, Southall MD. Irradiation of skin with visible light induces reactive oxygen species and matrix-degrading enzymes. J Invest Dermatol. 2012;132(7):1901-7.

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9. Denda M, Fuziwara S. Visible radiation affects epidermal permeability barrier recovery: selective effects of red and blue light. J Invest Dermatol. 2008;128(5):1335-6.

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11. Schroeder P, Lademann J, Darvin ME, et al. Infrared radiation-induced matrix metalloproteinase in human skin: implications for protection. J Invest Dermatol. 2008;128(10):2491-7.

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13. Mendrok-Edinger C, Campiche R, Gadsinski K, Schuetz R. Into the blue: novel test reveals blue light damage, protection strategies. Cosm&Toil. 2018;133(1):12-28.

14. Grether-Beck S, Marini A, Jaenicke T, Krutmann J. Effective photoprotection of human skin against infrared A radiation by topically applied antioxidants: results from a vehicle controlled, double-blind, randomized study. Photochem Photobiol. 2015;91(1):248-50.

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16. Pandel R, Poljšak B, Godic A, Dahmane R. Skin photoaging and the role of antioxidants in its prevention. ISRN Dermatol. 2013; 2013: 930164 (11 páginas).

17. Palombo P, Fabrizi G, Ruocco V, Ruocco E, Fluhr J, Roberts R, et al. Beneficial long-term effects of combined oral/topical antioxidant treatment with the carotenoids lutein and zeaxanthin on human skin: a double-blind, placebo-control study. Skin Pharmacol Physiol. 2007;20(4):199–210.18. Alcalde MT. Fotoprotección. 15 consejos para un bronceado seguro. Farmacia Profesional. 2012;26(3):46-50.


 

 

 

 

 

 

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