Effetti delle radiazioni sulla pelle

Lunghezze d'onda delle radiazioni (nm)

Ultra Violetto Visibile IR UVC UVB UVA2 UVA1 230-280 280-310 310-340 340-400 400-760 >760

viola-rosso

I raggi UV attorno a 290 nm vengono riflessi solo in minima parte e penetrano sino all'epidermide vivente . E = h ν ν = c/λ E = h c/ λ Aumentando la lunghezza d'onda aumenta il grado di .riflessione ma anche l'intensità di penetrazione (derma)

Azioni delle radiazioni UV

• azione disinfettante

• azione terapeutica di alcune patologia cutanea (es. psoriasi ed

eczemi)

• azione benefica sull’umore (light therapy of depression)

• produzione di vit. D

• azione essiccante

• aumento strato corneo (ipercheratosi)

• ipertricosi

• accelerazione della proliferazione celulare (tumori)

Radiazioni UV-A e UV-B

Eritema (scottatura)

• Rossore, Edema, Prurito, Dolore • Soglia: MED (Minimal Erythema Dose). Minima dose eritematogena. Definita come “la minima dose di UV che produce il primopercettibile, non ambiguo eritema da 16 a 24 ore dopo l’esposizione ai raggi UV” • Appare da 10 a 24 ore dopo l’irraggiamento • E’ limitato all’area di irraggiamento • Dipende dalla lunghezza d’onda: • UV B sono da 1000 a 10’000 volte più efficaci degli UVA nel produrre eritema

Desquamazione Se c’è scottatura significativa Significa che l’irraggiamento è stato superiore alla soglia di

“ riparo”

Eritema e desquamazione dipendono dal fototipo anche la MED dipende dal fototipo 1 ustione facile, nessuna abbronzatura 2 ustione facile, abbronzatura minima 3 ustione mediamente facile, abbronzatura graduale 4 ustione minima, abbronzatura facile 5 ustione rara, abbronzatura molto facile 6 nessuna ustione, abbronzatura facilissima Acantosi: aumento dello spessore dell’epidermide • L’irraggiamento influenza la mitosi e proliferazione cellulare • Prolungamento del periodo di divisione cellulare • Se l’irraggiamento è ripetuto, lo spessore dell’epidermide aumenta in alcuni giorni • Massima acantosi si raggiunge tra 2 e 3 settimane • Nessun ulteriore aumento in seguito a successivi irraggiamenti • Fattore di protezione fra 2 e 4 per inspessimento dell’epidermide Reazioni della pelle: produzione di acido urocainico (imidazolacrilico) produzione di melanina

Pigmentazione Ci sono due tipi di pigmentazione: Immediata (IPD: Immediate Pigment Darkening) • Causata da raggi UVA che ossidano i precursori incolori della melanina • Colorazione blu-grigia • UVA dose dependente • Più evidente nei fototipi III and IV • Transiente, scompare dopo alcune ore • Non conferisce alcuna protezione contro i raggi UV Abbronzatura (principalmente UVB) Uno dei più efficienti meccanismi di protezione. La pelle abbronzata ha un fattore di protezione compreso fra 3 e 6 Causa: stimolazione dei melanociti da parte delle radiazioni UVB (anche UVA ma in misura <<<)

Effetti dannosi cronici delle radiazioni sulla cute Fotoinvecchiamento; principalmente UVA

• Elastosi (accumulo di elastina nel derma superficiale)

• Degradazione del collagene

• Tumori cutanei (Basal Cell Carcinoma; Squamous Cell

Carcinoma; Melanoma) (dovuti a UVA e UVB)

Dovuti a ROS, RNS, RCS

Distribuzione delle radiazioni UV nel corso del giorno

Prodotti solari

Fattori che influenzano l'esposizione

• luogo, ora e durata dell'esposizione

• quantità e qualità dell'esposizione

• risposta individuale (acclimatabilità) del soggetto

• stato di salute e fotosensibilità

• tipo di pelle

• modo di esposizione

Fototipi

• soggetti normalmente fotoresistenti, con pigmentazione

rapida ed uniforme (bruni, castani scuri) 20 %

• soggetti mediamente resistenti a lenta pigmentazione

(biondi, castani chiari) 67 %

• soggetti scarsamente resistenti, con pigmentazione

disuniforme o assente (fulvi, albini) 13 %

Prodotti solari Raccomandazione 2OO6/647/CE Commissione europea La Commissione europea ha realizzato una Raccomandazione volta a migliorare l’etichettatura dei prodotti attraverso etichette che riportino chiaramente e in modo comprensibile per il consumatore avvertenze e istruzioni per il corretto utilizzo del solare e procedure standardizzate per la valutazione dei livelli di protezione. • I prodotti solari devono contenere filtri anti UVA e anti UVB

e quindi garantire protezione sia contro i raggi UVA che contro gli UVB (la protezione minima UVA non potrà essere inferiore ad un terzo di quella UVB);

Il grado minimo di protezione garantito dal prodotti per la protezione solare dovrebbe essere: a) una protezione dagli UVB con un fattore di protezione solare 6 quale ottenuto applicando L’International Sun Protection Factor Test Method (2006) o un grado equivalente di protezione ottenuto con un metodo in vitro; b) una protezione dagli UVA con un fattore di protezione UVA pari ad 1/3 del fattore di protezione solare ottenuto applicando il metodo PPD quale modificato dall'agenzia sanitaria francese o un grado equivalente di protezione ottenuto con un metodo in vitro; c) una lunghezza d'onda critica di 370 nm quale ottenuta applicando il metodo di prova della lunghezza d'onda critica.

Prodotto per la protezione solare: qualsiasi preparato (quale crema, olio, gel, spray) destinato a essere posto in contatto con la pelle umana, al fine esclusivo o principale di proteggerla dai raggi UV assorbendoli, disperdendoli o mediante rifrazione;

FILTRI SOLARI

Classificazione in base a: • Natura chimica • Proprietà di protezione

Natura chimica • Filtri UV inorganici (minerali)

o micropigmenti (TiO2, ZnO, caolino. idrato di alluminio, carbonato di magnesio)

• Organic UV-Filter

o molecole singole o polimeri/filtri organici particolati

Proprietà di protezione • Filtri UVB • Filtri UVA • Filtri UVA + UVB Ci sono 28 composti accettati dalla EU come filtri UV (gennaio 2005)

Filtri solari

• PABA (UVB) • salicilati (UVB) • derivati della canfora (UVB) • Octocrilene (UVB) • cinnamati (UVB) • derivati terpenici (UVB) • benzofenoni (UVB-UVA 2) • antranilati (UVA2)

Meccanismo di azione:

• La sostanza “filtro” assorbe energia (UV) e passa ad un livello eccitato per un tempo più o meno lungo.

• Se il tempo di rilascio dell’energia assorbita è lungo, l’energia ha una lunghezza d’onda maggiore di quella assorbita,

• per cui l’iniziale radiazione UV si trasforma in una radiazione del Visibile o IR o comunque di una zona non più eritematogena

Caratteristiche • non irritanti o fotosensibilizzanti • stabili alla luce per almeno 12 h • attivi a dosi dell’1-5 % . Filtri aggiuntivi • acido urocainico • oli e burri vegetali contenenti insaponificabili (olivo, avocado, sesamo, palma:) • olio di cocco: non contiene insaponificabili • l’olio di bergamotto: contiene futocumarine che sono fototossiche, per cui è ammesso solo a basse dosi • estratti vegetali (bergamotto, limone); Acceleratori di pigmentazione

• caroteni • tirosina • estratti di noce e di henne • estratti vegetali (aloe, cascara, frangola)

Raccomandazione 2OO6I647/CE Commissione europea f) “dose minima eritemica”: la quantità di energia necessaria perchè si produca una reazione eritemica; g) “fattore di protezione solare”: il rapporto fra la dose minima eritemica sulla pelle protetta da un prodotto per la protezione solare e la dose minima eritemica sulla stessa pelle non protetta; h) «fattore di protezione UVA»: il rapporto fra la dose minima UVA necessaria per indurre una pigmentazione persistente della pelle protetta da un prodotto per la protezione solare e la dose minima UVA necessaria per indurre la pigmentazione minima sulla stessa pelle non protetta. Prodotti solari • L'efficacia è definita in 4 classi (bassa, media, alta, molto

alta) corrispondenti ai diversi gradienti di protezione: • 6-10 bassa; • 15-25 media • 30-50 alta • 50+ molto alta • Indice minimo per dichiarare protettivo un prodotto: >6. • Non definibili come solari protettivi i prodotti con indici

inferiori a 6 • La categoria (bassa, media, alta, molto alta) dovrebbe essere

indicata sull'etichetta in in maniera altrettanto visibile che il fattore di protezione solare.

Photo

type

Sunburn &

Tanning history

(defines the

phototype)

Immediate

pigment

darkening

Delayed

tanning

Constitutitv

e color

(unexposed

skin)

UV-A

MED

(mJ/c

m2)

UV-B

MED

(mJ/c

m2)

I

(2 % )

Burns easily,

never tans

None (–) None (–) Ivory White 20–35 15–30

II

(12%)

Burns easily,

tans minimally with difficulty

Weak ( to

+)

Minimal

to weak ( to +)

White 30–45 25–40

III (78%)

Burns moderately, tans

moderately and

uniformly

Definite + Low + White 40–55 30–50

IV

(8 % )

Burns minimally,

tans moderately

and easily

Moderate ++ Moderate

++

Beige-Olive,

Lightly

tanned

50–80 40–60

V Rarely burns,

tans profusely

Intense

(brown) +++

Strong,

intense

brown

+++

Moderate

brown or

tanned

70–100 60–90

VI Never burns,

tans profusely

Intense

(dark brown)

+++

Strong,

intense

brown

+++

Dark brown

or black

100 90–150

Calcolo del fattore di protezione UVB International Sun Protection Factor Test Method 2006 Parametro utilizzato: eritema solare Protocollo: • 10-20 soggetti – fototipo 1, 2 e 3 • Zona dei test: schiena • Fonte di radiazione: fonte artificiale di luce con lampada allo

xenon dotata di filtri. • Lo spettro di radiazioni deve essere comparabile a quello

solare standard (290-400 nm) – • Per ogni test deve essere usato almeno un prodotto di

riferimento standard: per la bassa protezione fattore 4,2 per la alta protezione 12-15.

Calcolo del fattore di protezione UVB • Quantità di prodotto: 2 mg/cm2 in un'area compresa tra 30 e

60 cm2. Tra l'applicazione del prodotto e l’esposizione devono passare da 15 a 30 minuti . Determinazione del MED: deve essere effettuata con almeno 5 zone da irradiare e sottoposte a dosi crescenti di UV

• 6-24 ore dopo l'esposizione si misura la MED della zona non protetta (MEDn) e la MED della zona protetta (MEDp), quindi si calcola l’SPF:

• Fattore di protezione UVB = MEDp/MEDn Determinazione dell’SPF: • Media matematica degli SPF individuali ottenuti per i 10-20

soggetti. Questo SPF medio può essere al massimo ±17% rispetto agli estremi (Intervallo di confidenza 95%).

• Se questo limite di tolleranza non è rispettato occorre aumentare il numero di soggetti sottoposti al test.

Protezione solare UVA • Test in vivo PPD (Persistent Pigment Darkening) applicato

dall'industria giapponese e modificato dall'agenzia sanitaria francese (Non ci sono ancora metodi in vitro standardizzati)

• Prova della lunghezza d'onda critica Metodo PPD (in vivo)- Persistent Pigment Darkening Il metodo si base sulla pigmentazione della melanina presente nella pelle, provocata dalle radiazioni UVA. Protocollo: • Minimo 10 soggetti (18-60 anni) - fototipi II, III, IV • Errore standard: 10% • lampade allo xenon, 150-300 Watt Valutazione del risultato del test: 2- 4 ore dopo l'esposizione Si utilizza la MPD (Minimal Pigment Dose) Fattore di protezione UVA = MPDp / MPDn

Determinazione SPF - Test in vitro Metodo spettrofotometrico di Diffey e Robson Spettrofotometro a doppio raggio UV-VIS • Campo spettrale: 400-290 nm

• Programma analitico di elaborazione degli spettri

• Supporto: es. cerotto poroso (20-25 cm2) permeabile ai raggi

UV

• Quantità di prodotto solare applicata sul cerotto: 2 mg/cm2

• Il supporto caricato e il bianco (cerotto senza prodotto)

vengono posizionati sulla finestra dello spettrofòtometro

• Viene misurata la curva di assorbimento relativa alla regione

UVA-UVB

• La misura viene ripetuta 4-6 volte variando la posizione del

cerotto rispetto alla radiazione incidente in modo da

controllare l’omogeneità di distribuzione del prodotto sul

supporto

• Al termine delle acquisizioni si analizzano le curve e si

effettuano le medie matematiche delle osservazioni

Il programma di calcolo dell'SPF consente di trasformare i valori di assorbanza, in valori di SPF

Tossicità dei filtri solari Assorbimento Acido p-aminobenzoico: 28 % della dose applicata SaIicilato di trietanolamina: 13 % della dose Benzofenone: 17-46 % della dose Metabolismo Formazione di metaboliti mutageni (nitrosamine) . Tossicità locale Fototossicità Fotoallergia Altre reazioni . Presenza di contaminanti N-nitrosodietanolamina: assorbimento del 35-65 %

Forme cosmetiche

Eccipiente/i ha/hanno una primaria importanza nel preparato solare:

dare un film omogeneo e continuo non interferire con il filtro pH tra 5 e 7

Dal punto di vista chimico-fisico può essere ottenuto in molteplici forme. • oleoliti • unguenti anidri e lipogel • emulsioni A/O fluide o consistenti • emulsioni O/A fluide o consistenti Lo spessore dello strato da stendere sulla pelle: 0.5-0.2 mm Esposizione razionale

Penetrazione transdermica di filtri solari

• Effetto del filtro solare: • solubilità • lipofiIia

• Effetto del veicolo:

• acquosi (emulsioni o/w; geI) • lipofili (emulsioni w/o, unguenti, oleoliti)

• L’accumulo di filtri solari negli strati più esterni dello strato comeo è desiderabile perché mantiene la protezione, anche se c' è rimozione per effetto di:

• sfregamento • sudorazione • contatto con acqua

• La permeazione attraverso tutta l'epidermide non è desiderabile • Caratteristiche di alcuni filtri UV: conc. UV max logP ossibenzone 5% 288.325 3.58 2 etil esil 4 metossi cinnamato 7.5% 311 5.96 2 etil esil salicilato 3% 307 6.02

• SPF: 14 • confronto tra formulazioni emulsione o/w unguento (vaselina) • dose: 2mg/cm2

Distribuzione in vivo nello strato corneo e SPF

Autoabbrozzanti • Sono sostanze che reagiscono con la cheratina formando sostanze colorate • Diidrossiacetone: HO-H2O-CO-CH2-OH • Non penetra negli strati profondi • Concentrazione: 2-4% • Applicazione uniforme • Non protegge dalle radiazioni