W jaki sposób melanina chroni skórę przed promieniowaniem UV?

Melanina jest naturalną obroną organizmu przed czynnikami środowiskowymi. Jest to kluczowa grupa pigmentów, która chroni naszą skórę. Melanina jest wytwarzana przez wyspecjalizowane komórki zwane melanocytami, znajdujące się w warstwie podstawnej skóry. Proces produkcji melaniny nazywany jest melanogenezą.

Czym jest melanina w skórze?

​​Istnieją dwa główne rodzaje melaniny. Eumelanina, brązowa lub czarna, która zapewnia silną ochronę przed promieniowaniem UV. Feomelanina, żółta lub czerwona, która zapewnia mniejszą ochronę przed promieniowaniem UV i może przyczyniać się do szkodliwych reakcji po wystawieniu na działanie promieni UV. Różnice w kolorze skóry między ludźmi wynikają z rodzaju, ilości i rozmieszczenia melaniny, a nie z liczby melanocytów.

Melanocyty przenoszą melaninę do keratynocytów, głównych komórek naskórka. Razem melanocyty i keratynocyty, które te pierwsze zaopatrują, tworzą naskórkową jednostkę melaninową (EMU), odgrywającą istotną rolę w pigmentacji skóry oraz jej ochronie (Hida i inni, 2020).

W jaki sposób melanina chroni skórę przed promieniami UV?

Melanina chroni skórę poprzez wiele mechanizmów. Przede wszystkim działa jako bariera fizyczna, rozpraszając promieniowanie UV i zmniejszając jego przenikanie do skóry. Melanina pochłania również promieniowanie UV o różnych długościach fal, zapobiegając uszkodzeniom DNA komórek. Pochłaniana energia jest uwalniana w postaci ciepła, co zapobiega szkodliwym reakcjom chemicznym w skórze. Pochłaniając i rozpraszając promienie UV, melanina pomaga zapobiegać uszkodzeniom DNA i mutacjom.

W keratynocytach melanina tworzy ochronną otoczkę nad jądrem, osłaniając materiał genetyczny przed promieniowaniem UV. Eumelanina ma również właściwości antyoksydacyjne – neutralizuje szkodliwe promieniowanie UV i zmniejsza stres oksydacyjny (D’Mello i inni, 2016).

Melanina chroniąca przed promieniowaniem UV: ograniczenia

Melanina nie zapewnia pełnej ochrony przed promieniowaniem UV i opalaniem, zwłaszcza przed dłuższymi falami UVA. Poziom ochrony różni się w zależności od rodzaju i ilości melaniny, która w dużej mierze zależy od genetyki i rodzaju skóry. Pod tym względem, w ochronie przed promieniami UV, feomelanina jest mniej skuteczna niż eumelanina. W rzeczywistości feomelanina może zwiększać produkcję szkodliwych reaktywnych form tlenu (ROS) pod wpływem promieniowania UV.

Wbrew powszechnemu przekonaniu, ciemna karnacja nie chroni całkowicie przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego – osoby o ciemnej skórze również są narażone na jego negatywne skutki. Podczas gdy ciemniejsza skóra jest mniej podatna na oparzenia słoneczne ze względu na wyższą zawartość eumelaniny, nadal może być narażona na fotostarzenie i uszkodzenia DNA .

Rozmieszczenie i stabilność melaniny również wpływają na jej zdolności ochronne. W jasnej skórze melanina może ulegać szybszemu rozkładowi i być rozmieszczona mniej efektywnie, co zmniejsza jej właściwości ochronne.

Poza tym, zdolność ochronna melaniny może zostać osłabiona przez intensywne promieniowanie UV i długotrwałą ekspozycję.

Znaczenie ochrony przeciwsłonecznej: jak chronić skórę przed uszkodzeniami spowodowanymi promieniowaniem UV?

Promieniowanie UV (UVA i UVB) może powodować oparzenia słoneczne, przedwczesne starzenie, uszkodzenia DNA i zwiększać ryzyko raka skóry, w tym czerniaka. W związku z tym sama melanina nie zapewnia pełnej ochrony – obecnie niezbędna jest kompleksowa ochrona przeciwsłoneczna.

Filtr przeciwsłoneczny jest istotnym uzupełnieniem naturalnych mechanizmów obronnych melaniny. Filtry przeciwsłoneczne o szerokim spektrum działania mają kluczowe znaczenie, ponieważ chronią zarówno przed promieniami UVA, jak i UVB. Filtry przeciwsłoneczne dzielą się na fizyczne filtry przeciwsłoneczne (mineralne, takie jak dwutlenek tytanu i tlenek cynku), które odbijają promieniowanie UV; oraz chemiczne filtry przeciwsłoneczne, które pochłaniają promieniowanie UV i uwalniają je w postaci ciepła. Produkty do pielęgnacji skóry bogate w przeciwutleniacze  mogą dodatkowo wzmocnić ochronę przed promieniowaniem UV poprzez neutralizację wolnych rodników powstających podczas ekspozycji na słońce, wspierając tym samym funkcję melaniny.

Ekstrakty roślinne, na przykład z borówki brusznicy, są bogate w przeciwutleniacze i mogą pomóc w zwalczaniu stresu oksydacyjnego wywołanego promieniowaniem UV. Składniki te mogą współpracować z melaniną, aby poprawić ogólną fotoochronę. Skóra musi radzić sobie z wieloma innymi szkodliwymi czynnikami środowiskowymi, nie tylko z promieniowaniem UV, dlatego składniki, które zapewniają kompleksową ochronę, są wyjątkowo ważne.

Neutralizując reaktywne formy tlenu (ROS), składniki takie jak Lingostem™ mogą działać synergicznie z naturalną melaniną skóry, zwiększając ogólną ochronę przez promieniowaniem UV. Co więcej, badania nadal ujawniają, że poza promieniowaniem UV skóra napotyka wiele innych środowiskowych czynników stresogennych, co sugeruje cenną rolę wielopłaszczyznowych składników, takich jak Lingostem™, w radzeniu sobie z szerszym spektrum tych wyzwań. 

Najlepsze praktyki w zakresie ochrony przed promieniowaniem UV: podejście holistyczne

Ochrona skóry przed uszkodzeniami spowodowanymi promieniowaniem UV wymaga kompleksowej strategii: konsekwentnego stosowania filtrów przeciwsłonecznych o szerokim spektrum działania z odpowiednim SPF, unikania słońca w godzinach największego nasłonecznienia, noszenia akcesoriów ochronnych, takich jak kapelusze z szerokim rondem i okulary przeciwsłoneczne blokujące promieniowanie UV, stosowania bogatych w przeciwutleniacze produktów do pielęgnacji skóry w celu zwalczania wolnych rodników, takich jak Lingostem™, oraz zrozumienia typu skóry w celu spersonalizowania obrony.

Badania nad melaniną: przyszłość w pielęgnacji skóry

Trwające badania poszerzają naszą wiedzę na temat produkcji melaniny. Badanie białek zaangażowanych w produkcję melaniny, takich jak MITF, tyrozynaza, TYRP1 i TYRP2, pozwala na opracowanie innowacyjnych składników do pielęgnacji skóry, które bezpiecznie i skutecznie wpływają na procesy jej produkcji. Badania te obejmują poszukiwanie naturalnych związków, które mogą modulować produkcję melaniny, poprawiając ochronę przed promieniowaniem UV oraz pomagając w leczeniu przebarwień.

Innowacje w produktach do pielęgnacji skóry na bazie melaniny

Przyszłe innowacje w zakresie pielęgnacji skóry będą prawdopodobnie koncentrować się na wspieraniu naturalnej produkcji melaniny w skórze w zdrowy sposób. Na przykład, badania nad biomimetyczną melaniną lub związkami podobnymi do melaniny mogłyby doprowadzić do powstania produktów do pielęgnacji skóry o zwiększonych właściwościach fotoochronnych, podobnych do naturalnych mechanizmów obronnych melaniny. Nowe materiały kosmetyczne, takie jak te pochodzące z pożywek kondycjonowanych neuronalnymi komórkami macierzystymi (NSC-CM), wykazują obiecujące właściwości w zakresie regulacji melaniny i poprawy wyglądu skóry (Wang i inni, 2024).

Podczas gdy bezpośrednie miejscowe zwiększenie poziomu melaniny jest trudne i wciąż badane, poczyniono postępy w zakresie preparatów bogatych w przeciwutleniacze. W tym zakresie są stale badane ekstrakty roślinne i biotechnologiczne pod kątem ich zdolności do współpracy z melaniną w celu neutralizacji wolnych rodników indukowanych promieniowaniem UV i zmniejszenia stresu oksydacyjnego.

W jaki sposób technologia rozwija ochronę melaniny?

Postęp technologiczny w badaniach nad pielęgnacją skóry doprowadził do lepszego zrozumienia procesu melanogenezy. Może to prowadzić do uzyskania w przyszłości ukierunkowanych składników, które będą wspierać zdrowe funkcjonowanie melanocytów i produkcję melaniny.

Coraz częściej opracowywane są nowe związki bioaktywne, które działają jako modulatory transkrypcji, tak, by modulować ekspresję genów odpowiedzialnych za produkcję melaniny oraz procesy starzenia melanocytów.

Oprócz stosowania bezpośrednich metod antyoksydacyjnych nowoczesne technologie skupiają się na oddziaływaniu na skomplikowany kaskadowy proces wytwarzania i dystrybucji melaniny za pomocą innowacyjnych mechanizmów. Coraz więcej przykładów obejmuje podejścia wielokierunkowe, stanowiące znaczącą innowację w rozwiązywaniu wyzwań związanych z pigmentacją skóry poprzez pracę w harmonii z systemami biologicznymi samej skóry.

Z drugiej strony, biotechnologia odgrywa coraz większą rolę w poprawie ochrony melaniny w pielęgnacji skóry, ponieważ umożliwia zrównoważone pozyskiwanie i standaryzację ekstraktów roślinnych zawierających związki fotoochronne i antyoksydacyjne, takie jak Lingostem™, aktywny składnik kosmetyczny pozyskiwany z komórek macierzystych łodyg borówki brusznicy (Vaccinium vitis-idaea). Składnik ten jest wytwarzany w kontrolowanym procesie hodowli komórkowej in vitro, co pozwala na syntezę i koncentrację korzystnych naturalnych związków występujących w tej roślinie. Borówka brusznica została specjalnie wybrana jako źródło ze względu na jej wrodzone mechanizmy ochrony przed promieniowaniem słonecznym, w tym syntezę silnych polifenoli o właściwościach przeciwutleniających i przeciwrodnikowych.

Lingostem™ oferuje bezpośrednie działanie przeciwutleniające, zmniejszając uszkodzenia oksydacyjne spowodowane promieniowaniem UV i IR. Wzmacnia naturalną komórkową odpowiedź antyoksydacyjną skóry poprzez promowanie fosforylacji białka p38, które wyzwala syntezę enzymów takich jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD). Zwiększa to zdolność skóry do zwalczania stresu oksydacyjnego wywołanego promieniowaniem IR-A. Dodatkowo Lingostem™ redukuje poziom nadtlenku wodoru (H₂O₂) po napromieniowaniu fibroblastów promieniowaniem IR-A. Wykorzystując ochronne właściwości borówki brusznicy, technologia ta wspiera odporność skóry na indukowane promieniowaniem UV reaktywne formy tlenu (ROS) i związane z nimi uszkodzenia.

W przypadku pytań lub chęci uzyskania dodatkowych informacji na ten temat, prosimy o kontakt z naszym zespołem ekspertów, którzy są do dyspozycji, aby udzielić Ci wsparcia i pomóc w doborze najodpowiedniejszych rozwiązań dostosowanych do Twoich potrzeb..