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FILTRI SOLARI: COME FUNZIONANO SULLA PELLE?

Quanti tipi di filtri solari esistono? Come fanno le creme solari a proteggere la nostra pelle dal sole? Scopriamolo insieme!

Cosa sono i filtri solari? Perché interessano la nostra pelle? Quando parliamo di filtri solari intendiamo sostanze destinate esclusivamente o prevalentemente a proteggere la pelle da determinate radiazioni UV attraverso l’assorbimento, la riflessione o la diffusione delle radiazioni UV” (2).
I filtri solari sono regolamentati dalla Legge 1223/2009 e dai suoi successivi aggiornamenti. Ogni sostanza che vanta tale effetto deve essere approvata all’uso dal Scientific Commitee on Consumer Products (SCCP) che ne valuta la sicurezza. I filtri solari autorizzati e ammessi figurano in una lista che potete facilmente scaricare online: si tratta dell’Allegato VI del Reg. CE 1223/2009.
La presenza dei filtri solari all’interno dell’allegato è dinamica, quindi può cambiare nel tempo, poiché dipende sia dalle informazioni tossicologiche disponibili che dai dati epidemiologici. Attualmente, l’Allegato VI contiene 28 filtri solari: di ognuno di essi viene specificato il nome chimico, la concentrazione massima ammessa e le eventuali limitazioni e prescrizioni. Sono presenti, inoltre, le indicazioni da riportare in etichetta, le disposizioni normative e le date degli ultimi adeguamenti.

I filtri solari si possono suddividere in due grandi gruppi: i filtri chimici e i filtri fisici.
I filtri solari chimici sono molecole organiche di sintesi con una struttura tale da riuscire ad assorbire in modo selettivo solo l’energia delle radiazioni UV, senza assorbire quelle dello spettro del visibile. È per questo motivo che, quando utilizziamo una crema solare contenente un filtro chimico, sulla pelle non rimane alcuna traccia visibile.
Quella dei filtri solari chimici è un’attività selettiva. Si riconoscono, perciò, filtri UVB, cioè quelli che assorbono solo le radiazioni con una lunghezza d’onda che ricade nello spettro delle radiazioni UVB, e filtri UVA.
E se io volessi proteggermi da entrambe le radiazioni? Soltanto i filtri solari di ultima generazione sono stati sviluppati in modo da avere un’azione ad ampio spettro, cioè in grado di assorbire sia le radiazioni UVA che UVB.
I filtri solari funzionano in questo modo: quando la radiazione solare colpisce un filtro chimico, esso ne assorbe l’energia. L’energia assorbita dal filtro determina un cambiamento nella sua conformazione, che quindi assume una forma diversa da quella iniziale.

In questa sua nuova forma il filtro non è in grado di assorbire ulteriormente l’energia della radiazione solare e, per continuare ad assorbirne ancora, deve ritornare alla sua forma iniziale. Nel farlo, cede parte dell’energia assorbita emettendo radiazioni a minore energia quindi meno pericolose di quelle che arriverebbero sulla pelle se il filtro non ci fosse. (5)

La cessione di questa energia può avvenire con diversi meccanismi, sia fotofisici che fotochimici.
Con meccanismo fotochimico si intendono tutti i meccanismi che prevedono l’emissione di una radiazione che, in base alla lunghezza d’onda, potrà ricadere:

  • nel range dell’infrarosso: verrà emessa energia sotto forma di calore (la quantità di calore rilasciata sulla pelle sarà difficilmente percepibile se confrontata con quella solare);
  • nel range del visibile: verrà emesso un fascio di luce fluorescente o fosforescente. possibile osservare un leggero alone blu, tipico dei filtri con struttura imidazolinica;
  • nel range degli UV: in questo caso la molecola del filtro solare subisce un nuovo riarrangiamento della sua struttura, che potrebbe causare anche una diminuzione dell’efficacia del filtro stesso. (3)

CURIOSITÀ: nel caso l’emissione della radiazione ricada nello spettro del visibile, sarà possibile osservare un leggero alone blu, tipico dei filtri con struttura imidazolinica. A possedere questa struttura chimica ci sono due filtri, l’Ethyl urocanate e il Phenylbenzimidazole Sulfonic Acid. Il primo veniva utilizzato soprattutto in passato mentre adesso è stato rimosso dalla lista dei filtri ammessi.

Un aspetto molto importante, da tenere in considerazione quando si parla di filtri chimici, è la fotostabilità. Con questo termine si indica la proprietà dei filtri solari di mantenere inalterata la propria struttura chimica quando colpiti dalle radiazioni UV. Se il filtro risultasse essere fotosensibile, l’assorbimento dell’energia delle radiazioni UV potrebbe causare un danno strutturale o l’interazione con altre molecole, con conseguente formazione di prodotti di degradazione che potrebbero essere tossici per la pelle (7).
Facciamo un esempio: diversi studi hanno riportato che i filtri appartenenti alle categorie di PABA e suoi conseguenti esteri, e alle categorie dei cinnamati e dei benzophenoni, possono causare dermatiti e reazioni di fotosensibilizzazione (4). Questi concorrono alla formazione di radicali liberi che possono danneggiare le strutture cellulari e il DNA. A questo proposito, uno studio molto recente ha evidenziato come i filtri chimici vengano assorbiti dalla pelle e si renda quindi necessario sottoporli a studi tossicologici ulteriori per valutarne la sicurezza d’uso.

I filtri solari fisici sono solidi inorganici che hanno la proprietà di schermare i raggi UV per riflessione o rifrazione della luce. Quando una radiazione interagisce con il filtro fisico contenuto in un prodotto per la protezione solare, una frazione della radiazione incidente viene riflessa e un’altra viene rifratta e assorbita.

Gli unici due filtri fisici presenti in allegato VI del Regolamento 1223/2009 sono ossido di titanio e zinco ossido.

Perché proprio questi due sostanze? Possiamo immaginare la struttura di queste due molecole come un grattacielo: ogni grattacielo avrà la sua forma e una diversa altezza dei piani. Nel caso del titanio diossido, per passare da un piano all’altro è necessaria l’energia fornita da una radiazione con lunghezza d’onda inferiore a 420 nanometri, ossia gli UVB; nel caso dell’ossido di zinco è necessaria un’energia pari a una radiazione con lunghezza d’onda inferiore a 385 nanometri, ossia gli UVA. Per questo motivo l’ossido di titanio è il filtro più efficace nella protezione verso i raggi UVB, mentre l’ossido di zinco verso i raggi UVA. Altri pigmenti minerali grazie alla loro natura, presentano proprietà schermanti i raggi UV ma non sono cosi efficaci come questi due filtri. Ad esempio, i pigmenti minerali presenti in un fondotinta privo di filtri UV danno un valore di SPF di circa 4. (4)

Due parametri molto importanti che regolano l’efficacia di questi filtri sono la dimensione e la forma delle particelle. Infatti se le dimensioni di titanio diossido e di zinco ossido sono maggiori di 500 micron, essi assorbono nel range del visibile e sono dei pigmenti bianchi. Riducendo la dimensione delle particelle a 150-300 nanometri, otteniamo dei filtri fisici micronizzati; se procediamo fino a 50-100 nanometri, otteniamo delle nano particelle o filtri fisici.
La seconda strategia per aumentare l’efficienza di un filtro fisico è quella di agire sulla forma delle particelle: in questo caso i filtri fisici vengono trattati superficialmente con materiale inerte adsorbito o legato covalentemente. Questa nuova versione di filtri fisici, detti coated, permette di ottenere filtri fisici più stabili e più gradevoli quando applicati sulla pelle. I principali materiali utilizzati a questo scopo sono silice, mica, idrossido di alluminio, acido stearico e siliconi di varia struttura.

TEST DI EFFICACIA
L’efficacia di un prodotto per la protezione solare si valuta tramite il fattore di protezione solare o SPF, che si calcola dal rapporto tra la dose minima che ha determinato un eritema su pelle protetta.
La Raccomandazione Europea 2006/647/CE ribadisce che per garantire un livello elevato di tutela della salute pubblica, la protezione dai raggi UVA dovrebbe mantenere una correlazione con la protezione con i raggi UVB e specifica che sia pari ad almeno un terzo del fattore di protezione solare (SPF). Per garantire un’ampia protezione i dermatologi raccomandano inoltre una lunghezza d’onda critica di almeno 370 nanometri” (1).

ps: i nostri racconti sono tutti frutto di uno studio attento e dettagliato delle fonti. Nel caso in cui trovassi inesattezze oppure desiderassi puntualizzare qualcosa, ti invitiamo a scriverci: non siamo qui per insegnare soltanto ma per imparare soprattutto, insieme!

FONTI

  1. Commissione delle Comunità Europee. Raccomandazione della Commissione del 22 settembre 2006 sull’efficacia dei prodotti per la protezione solare e sulle relative indicazioni. Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L 265/39 del 26 settembre 2006
  2. Commissione delle Comunità Europee. Regolamento CE 1223/2009 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 30 novembre 2009 sui prodotti cosmetici. Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L 342/59 del 22 dicembre 2009.
  3. Mufti. (2008) UV protection. Happy magazine on line. http://www.happi.com/news
  4. Rai R, Srinivas C R. Photoprotection. Indian J Dermatol Venereol Leprol 2007;73:73-9
  5. Sunscreens: Development: Evaluation, and Regulatory Aspects: Second Edition.1990 Nicholas J. Lowe
  6. M.K. Matta, R. Zusterzeel, N.R. Pilli, V. Patel, D.A. Volpe, J.Florian, L.Oh,E.Bashaw, I.Zineh, C.Sanabria, S.Kemp, A.Godfrey, S.Adah, S.Coelho, J. Wang, L.Furlong, C.Ganley, T.Michele, D.G. Strauss. (2019) Effect of Sunscreen Application Under Maximal Use Conditions on Plasma Concentration of Sunscreen Active Ingredients: A Randomized Clinical Trial. JAMA Preliminary Communication
  7. S. T. Butt and T. Christensen. (2000) TOXICITY AND PHOTOTOXICITY OF CHEMICAL SUN FILTERS. Radiation Protection Dosimetry Vol. 91, Nos 1–3, pp. 283–286

FOTO: Freepik

2019-07-15T13:36:06+02:00

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