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线粒体|防晒霜防蓝光？不靠谱

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太阳辐射指到达地球表面的连续的电磁辐射 ， 可分为红外光、可见光和紫外光 。 其中 ， 蓝光是可见光谱中波长最短、能量最高的波段 。 研究表明 ， 蓝光的穿透能力较紫外线更强 ， 对人的皮肤能产生类似紫外线的损伤 。
LED的发光范围覆盖可见光全波段 ， 电脑、手机、液晶电视显示屏的广泛应用 ， 使人们暴露在蓝光下的时长增多 。 手机、笔记本电脑能发出400nm~460nm波长的蓝光 ， 而400nm~440nm波长的蓝光能对成纤维细胞产生细胞毒性 。 因此 ， 蓝光对皮肤的损伤不容忽视 。
蓝光对皮肤造成多种损伤
光辐射主要通过光物理效应、光热效应和光化学效应对皮肤产生影响 。 蓝光对皮肤的危害包括造成黄斑和雀斑、引起肌肤老化、造成肌肤敏感等 。
蓝光引起细胞凋亡 蓝光作用于线粒体 ， 会诱导细胞凋亡 。 线粒体是发生氧化应激的主要场所 ， 也是细胞内产生活性氧簇（ROS）的主要场所 ， 可调控细胞凋亡 。 线粒体通过电子呼吸链吸收蓝光（410nm~440nm） ， 发生氧化反应 ， 诱导ROS形成 。 ROS使线粒体膜电位降低 ， 线粒体通透性转换孔（MPTP）打开 ， 释放线粒体细胞色素C（CytC） ， 与凋亡蛋白活化因子-1（Apaf-1）结合 ， 形成凋亡复合体Apaf-1-CytC；细胞质基质内的凋亡复合体募集Caspase家族 ， Caspase-9自我剪切活化 ， 激活Caspase-3、Caspase-7 ， 启动一系列级联反应 ， 诱导细胞凋亡 。
同时 ， 脂褐素的荧光基团A2E介导的蓝光 ， 会对细胞造成损伤 。 细胞内代谢物脂褐素是衰老细胞的标志物 ， 其主要荧光基团N-亚视黄基-N-视黄乙醇胺（A2E）对蓝光非常敏感 ， 在蓝光的刺激下 ， 可加速ROS的产生 ， 激活细胞凋亡通路 。 研究表明 ， A2E主要存在于溶酶体内 ， 少量分布在线粒体膜上 ， 在其他细胞器中不存在 。 A2E介导蓝光 ， 对细胞的损伤有两个方面 。 一方面 ， A2E受蓝光影响 ， 导致溶酶体跨膜电子梯度被破坏 ， 使溶酶体酶和ROS释放到细胞质中 ， 引起细胞凋亡；另一方面 ， 线粒体膜上的A2E引起线粒体膜异常 ， 促使线粒体释放死亡促进因子、Apaf、凋亡诱导因子（AIF）等 ， 启动线粒体介导的细胞凋亡过程 。
蓝光引起皮肤光老化 研究认为 ， 蓝光和紫外线一样 ， 都是通过活性氧的产生 ， 激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路 ， 使下游转录因子c-Jun N端激酶（JNK）、细胞外信号调节激酶（ERK）和p38磷酸化 ， 激活转录活化因子（AP-1） ， 从而诱导基质金属蛋白酶（MMPs）的表达 。 MMPs异常表达中 ， MMP-1可降解人类皮肤中最重要的Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维 ， MMP-3可降解基底膜中的Ⅳ型胶原纤维 ， 对皮肤产生光老化作用 。
蓝光和紫外线都是造成皮肤老化的主要原因 。 目前 ， 已有很多关于UVA、UVB对皮肤影响的研究 ， 但是关于蓝光对皮肤影响的研究仍需推进 。 与紫外线相比 ， 蓝光的波长更长 ， 更易穿透肌肤表皮和真皮 ， 对上皮细胞中的线粒体造成严重伤害；蓝光发出的光强接近正午的紫外线强度 ， 易造成皮肤泛红、红肿、干燥脱屑、紧绷等现象 。 研究证实 ， 蓝光会改变表皮细胞的结构 ， 并且会减少胶原蛋白和弹性蛋白的产生 ， 引起皮肤光老化 。
【线粒体|防晒霜防蓝光？不靠谱】因此 ， 蓝光对皮肤的损伤 ， 主要因其造成活性氧簇的累积而导致细胞损伤、凋亡 ， 引起皮肤光老化等问题 。
蓝光引起皮肤色素沉着 视蛋白3（Opsin3）是G蛋白偶联受体超家族成员 ， 存在于表皮角质形成细胞和黑素细胞中 。 蓝光可以作用于Opsin3 ， 引起细胞内酪氨酸酶和多巴色素互变异构酶的表达 ， 导致黑色素的形成 ， 引起皮肤色素沉着 。
研究发现 ， 如果使用了可阻挡UVB和部分UVA的广谱防晒霜 ， 大多数的细胞损伤可能是由阳光中的蓝光和剩余UVA造成的；如果使用仅可阻挡UVA的防晒霜 ， 只能部分减少人体皮肤产生自由基 。 因此 ， 蓝光也是造成体内自由基积累的重要原因 。
防晒霜防蓝光效果有限
2015年版《化妆品安全技术规范》将防晒剂定义为：利用光的吸收、反射或散射作用 ， 以保护皮肤免受特定紫外线所带来的伤害或保护产品本身而在化妆品中加入的物质 。 该规范收录了27种化妆品准用防晒剂 ， 主要分为无机防晒剂和有机防晒剂 。
无机防晒剂主要利用光的吸收和散射作用屏蔽紫外线 。 目前 ， 常用于防晒化妆品中的无机防晒剂为二氧化钛和氧化锌 ， 其粒径为纳米级 ， 通过吸收作用屏蔽紫外线 。 二氧化钛和氧化锌均为半导体材料 ， 禁带宽度（导带的最低能级和价带的最高能级之间的能量差）分别为3.06eV（金红石型 ， R型）和3.23eV ， 对应的吸收波长分别为405nm和385nm ， 只能有效吸收紫外光波段（100nm~400nm） 。
防晒剂的粒径越大 ， 散射作用越强 ， 吸收作用越弱；粒径越小 ， 散射作用越弱 ， 吸收作用越强 。 当防晒剂粒径足够小时 ， 对光的散射作用就基本可以忽略不计 ， 即透过性较好 。 因此 ， 纳米级无机防晒剂可有效屏蔽紫外线 ， 但无法屏蔽蓝光 。
有机防晒剂的化合物分子内包含芳香族结构或色团结构 ， 利用闭合共轭体系吸收光子 ， 通过产生共振量子或荧光、磷光释放能量 。 同时 ， 烯醇化过程会使分子消耗能量 ， 产生高能状态向低能状态转变的能量循环过程 ， 从而起防护紫外线作用 。 研究显示 ， 目前常用的紫外线吸收剂的吸收波长范围均在紫外线波段 ， 对可见光没有吸收作用 。 因此 ， 有机防晒剂也没有防蓝光作用 。
单纯使用防紫外线的防晒霜不足以保护机体免受蓝光引起的光化学损伤 。 近年来 ， 国际市场上出现了一些宣称可以保护皮肤免受蓝光伤害的化妆品 ， 这些产品大多基于抗氧化原理 ， 虽然在一定程度上能够抵御蓝光对皮肤的部分侵害 ， 但是根据现有实验 ， 仅通过抗氧化不能达到理想的防蓝光效果 。
探究蓝光对皮肤的损伤机制十分必要 ， 这不仅可为开发防蓝光化妆品提供理论支撑 ， 也可为精准护肤提供靶点 。 未来 ， 防蓝光化妆品领域大有可为 。
（作者单位：北京工商大学）

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