Il sole irraggia una grande quantità di energia nello spazio sotto forma di radiazione elettromagnetica a diverse lunghezze d’onda. Tuttavia, solo una piccola quantità raggiunge la superficie terrestre, in quanto buona parte delle radiazioni solari ad alta energia, come i raggi cosmici, raggi gamma, raggi X, UV-C e parte degli UV-B, è trattenuta dall’atmosfera.

La radiazione solare che raggiunge la terra è composta da raggi infrarossi, dallo spettro del visibile (l’unica percepita dall’occhio umano) e dai raggi ultravioletti. L’esposizione moderata alla radiazione ultravioletta esercita effetti positivi sulla salute psicofisica degli individui. Tuttavia, una eccessiva esposizione ad essa può causare importanti effetti dannosi quali manifestazioni infiammatorie della cute, lesioni oculari ma anche tumori maligni.

Cosa sono gli UV-A e gli UV-B?

Le radiazioni UV coprono quella porzione dello spettro elettromagnetico con una lunghezza d’onda compresa tra 100 e 400 nanometri e confinano con la luce visibile di lunghezza d’onda più corta, percepita dall’uomo come viola, da cui la denominazione “ultravioletta” che significa “oltre il violetto” (dal latino ultra, “oltre”). La radiazione ultravioletta si divide in tre categorie principali: UV-C (100-280 nm), UV-B (280-315 nm) e UV-A (315-400 nm).

Gli UV-C, in virtù della loro bassa lunghezza d’onda e quindi grazie all’alta energia, sono i più pericolosi. Di norma però, non raggiungono la superficie terrestre perché assorbiti dallo strato di ozono (O3) presente nella stratosfera.

I raggi UV-B rappresentano il 5% dei raggi ultravioletti che raggiungono la Terra e hanno una lunghezza d’onda intermedia. Vengono assorbiti dagli strati più superficiali della pelle (epidermide) e sono i principali responsabili delle scottature solari e dell’abbronzatura.

Gli UV-B hanno un ruolo fondamentale nella sintesi della vitamina D, indispensabile per supportare un efficiente assorbimento intestinale dei due minerali fondamentali per la formazione delle ossa e dei denti, ossia il calcio e il fosfato. Essi sono in grado di trasformare il precursore della vitamina D (7-deidrocolesterolo), sintetizzato dall’organismo, in colecalciferolo (vitamina D). Un deficit di quest’ultima si manifesta con il rachitismo nei bambini (deformazioni scheletriche dovute ad una difettosa mineralizzazione) e con una patologia metabolica (osteomalacia) negli adulti a carico delle ossa, a cui sottrae minerali rendendole più suscettibili a dolori, malformazioni e fratture.

I raggi UV-B sono anche i principali responsabili del fenomeno dell’eritema solare, una manifestazione infiammatoria della cute che può svilupparsi in seguito ad eccessive e prolungate esposizioni al sole. Essi possono quindi causare anche un aumentato rischio di sviluppare macchie cutanee e lesioni preneoplastiche.

I raggi UV-A costituiscono la maggior componente ultravioletta che arriva sulla terra (circa il 95% della radiazione UV totale) e sono quelli con lunghezza d’onda maggiore e quindi meno energetici rispetto agli altri UV. Non vengono schermati dalle nuvole, dai vetri e tantomeno dall’epidermide e possono penetrare in profondità fino al derma. Gli UV-A stimolano la formazione di radicali liberi che danneggiano le fibre di sostegno del derma, elastina e collagene, accelerando quindi il processo di invecchiamento cutaneo. Oltre al foto-invecchiamento, gli UV-A sono implicati anche nelle reazioni fototossiche e fotoallergiche.

Differenze tra reazione fototossica e fotoallergica

Le radiazioni UV, specialmente le UV-B sono potenzialmente dannose per i tessuti, particolarmente per la cute e gli occhi. Ma solo potenzialmente, in quanto con un’esposizione (dose) equilibrata al sole e con le protezioni solari adeguate si possono evitare le modificazioni degenerative responsabili dell’invecchiamento e delle possibili lesioni premaligne e maligne. Tuttavia, anche in condizioni di un’esposizione non eccessiva, è possibile incorrere in affezioni cutanee (fotodermatosi) caratterizzate da una reazione anomala ed esagerata della cute in risposta all’irradiazione solare. Generalmente, le fotodermatosi vengono classificate in base alla loro eziologia (idiopatiche, mediate, genetiche e fotoaggravate). In quelle “mediate” da un fotosensibilizzante rientrano le reazioni fototossiche e fotoallergiche.

Nelle reazioni di fototossicità le radiazioni vengono assorbite da molecole che si comportano da cromofori, di tipo endogeno (ad es. le porfirine) o più comunemente esogeno (ad es. farmaci e sostanze chimiche fotoirritanti). La luce solare (prevalentemente UV-A, ma anche i raggi UV-B e la luce visibile) reagisce con la sostanza fotosensibile portando a una trasformazione molecolare a carico della sostanza stessa, che dà origine, in funzione della dose, a una nuova molecola potenzialmente dannosa per le membrane cellulari o il DNA.

Le sostanze fototossiche più note sono: le tetracicline, gli idrocarburi aromatici policiclici (antracene, acridina, fluorantrene, fenantrene), i coloranti (eosina, arancio di acridina), i derivati delle proteine (ematoporfirine) e le furocumarine (psoralene). Quest’ultime sono particolarmente importanti non solo dal punto di vista tossicologico, ma anche medico in quanto impiegate per il trattamento di diverse malattie cutanee come la psoriasi, la vitiligine e la micosi fungoide. Il trattamento consiste nell’irraggiare la zona circoscritta della malattia con raggi UV dopo somministrazione orale di psoraleni i quali attivati dalla luce solare esplicano la loro azione biologica.

Anche nelle reazioni fotoallergiche la radiazione solare agisce modificando la struttura dell’agente fotosensibilizzante, il quale viene riconosciuto dal sistema immunitario come antigene. Affinché la reazione fotoallergica si manifesti è necessaria una fase di sensibilizzazione in seguito a esposizione alla sostanza fotosensibilizzante, e poi una successiva fotoesposizione che scateni la reazione. Le sostanze più comuni nelle reazioni fotoallergiche sono alcuni filtri solari chimici (una valida alternativa per i soggetti allergici è usare le creme solari con filtri fisici non sensibilizzanti), fragranze come l’olio di sandalo, alcuni farmaci (i FANS, soprattutto ketoprofene e diclofenac e le fenotiazine come la prometazina).

A differenza delle reazioni fototossiche, dove non si ha partecipazione del sistema immunitario e la risposta cellulare è proporzionale al tempo di esposizione e alla concentrazione dell’agente chimico che induce fototossicità, la risposta fotoallergica è mediata dal sistema immunitario ed è indipendente sia dalla quantità del fotoallergizzante, sia alla dose di energia luminosa.

Meccanismi di difesa della pelle

È noto da tempo che quella che noi chiamiamo “abbronzatura”, in realtà, è una reazione di autodifesa della pelle dai danni dei raggi ultravioletti. Questo meccanismo di difesa stimola i melanociti, cellule specializzate nella produzione della melanina, che agisce come un vero e proprio filtro assorbendo i raggi UV. La melanina è contenuta nei melanosomi, organelli dei melanociti, che una volta maturi si spostano nei cheratinociti (cellule superficiali della cute) dove la melanina si dispone intorno al loro nucleo proteggendolo dai raggi UV. In seguito, la melanina viene in parte degradata e in parte eliminata con la desquamazione dello strato superficiale della cute.

La melanina da sola però non basta, bisogna adottare alcune strategie per garantire un adeguata protezione. Sicuramente, l’utilizzo dei prodotti per la protezione solare è estremamente utile in quanto protegge la pelle dai raggi UV assorbendoli, disperdendoli oppure riflettendoli in base ai filtri solari che contengono.

Le creme solari, di cui parleremo in uno dei prossimi post, devono essere considerate un aiuto per una abbronzatura corretta e non un lasciapassare per esposizioni troppo prolungate in quanto ancora una volta la dose (la quantità di raggi assorbiti) è l’elemento determinante la risposta biologica, che può corrispondere a un effetto avverso/tossico.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10604793

https://archivio2.sitox.org/cosmetici/pdf/11

https://www.epicentro.iss.it/farmaci/pdf

https://www.who.int/news-room