就在不久之前，像我的穆里爾姨媽一樣，在去往“良好的基礎棕褐色”的途中想到曬傷是必要的邪惡。她曾經在使用大型反射器烘烤時塗上嬰兒油。 穆里爾姨媽的咒語出現了不可避免的燒傷和剝皮：美女有其代價。 
她對這個價格是否合適 - 但它比我們當時認識的任何人都要高得多。 太陽成癮者當時不知道的是，我們正在設置我們的皮膚，以破壞其結構蛋白和DNA。 你好，皺紋，肝斑和癌症。 不管 你的膚色下降的地方 Fitzpatrick皮膚類型 規模，來自太陽的紫外線（UV）或曬黑床會損傷您的皮膚。
今天，對紫外線所帶來的風險的認識促使科學家（包括我自己）研究了我們細胞在陽光下發生的事情 - 並設計出現代方法來抵禦這種損害。
太陽照射皮膚會發生什麼
陽光由稱為光子的能量包組成。 我們用眼睛看到的可見顏色對我們的皮膚是相對無害的; 它是太陽的紫外線（UV）光子，可以造成皮膚損傷。 UV光可以分為兩類：UVA（在波長范圍320-400納米中）和UVB（在波長范圍280-320 nm中）。
太陽如何影響你的皮膚？
這些常見的皮膚分子吸收從紫外線到紅外線的光
我們的皮膚含有完美結構的分子，以吸收UVA和UVB光子的能量。 這使分子處於能量激發狀態。 正如俗話所說，上升的東西必須降下來。 為了釋放他們獲得的能量，這些分子經歷化學反應 - 而在皮膚中這意味著有生物學後果。
有趣的是，其中一些效果過去被認為是有益的適應 - 儘管我們現在認為它們是損害的形式。 曬黑是由於生產 UVA射線誘導的額外黑色素。 暴露在陽光下也會打開皮膚的天然抗氧化網絡 使高度破壞性的活性氧（ROS）和自由基失活; 如果不加以控制，這些可能會導致皮膚內的細胞損傷和氧化應激。
我們也知道UVA光比UVB更深地滲透到皮膚中，破壞了一種叫做膠原蛋白的結構蛋白。 隨著膠原蛋白降解，我們的皮膚失去彈性和光滑度，導致皺紋。 UVA是許多可見衰老跡象的原因，而UVB光被認為是曬傷的主要來源。 認為老化的“A”和燃燒的“B”。
DNA本身可以吸收兩者 UVA和UVB射線，導致突變 如果未修復，可導致非黑色素瘤（基底細胞癌，鱗狀細胞癌）或 黑色素瘤皮膚癌。 其他皮膚分子將吸收的紫外線能量傳遞給那些高反應性的ROS和自由基。 由此產生的氧化應激會使皮膚內置的抗氧化網絡過載並導致細胞損傷。 ROS可與DNA反應，形成突變，與膠原蛋白反應，導致皺紋。 它們還可以中斷細胞信號傳導途徑和基因表達。
所有這些光反應的最終結果是光損傷，其在重複曝光的一生中累積。 並且 - 這不能被強調 - 這適用於所有皮膚類型，從I型（如Nicole Kidman）到VI型（如Jennifer Hudson）。 無論我們的皮膚中含有多少黑色素，我們可以開發紫外線引起的皮膚癌，我們最終都會看到鏡子中光致衰老的跡象。
在損壞完成之前過濾光子
當然，好消息是，通過防止過度暴露於紫外線輻射，可以最大限度地降低皮膚癌的風險和明顯的衰老跡象。 當你無法完全避開陽光時，今天的防曬霜已經得到了你的背部（以及你所有的其他皮膚）。
防曬霜採用紫外線過濾劑：專門設計的分子，有助於減少通過皮膚表面的紫外線。 這些分子的薄膜形成一個保護屏障，吸收（化學過濾器）或反射（物理阻滯劑）紫外光子，然後它們可以被我們的DNA和皮膚深處的其他反應性分子吸收。
在美國，食品和藥物管理局將防曬劑定為藥物。 因為我們歷史上最關心的是防止曬傷， 14分子可阻斷曬傷誘導的UVB射線 被批准使用。 我們在美國祇有兩種UVA阻斷分子 - 阿伏苯宗，一種化學過濾器; 氧化鋅，一種物理阻滯劑 - 證明了我們最近的理解，即UVA會引起麻煩，而不僅僅是曬黑。
FDA也已頒布 嚴格的標籤要求 - 最明顯的是SPF（防曬係數）。 在1971以後的標籤上，SPF表示個人被UVB輻射曬傷所需的相對時間。 例如，如果通常需要10分鐘進行刻錄，那麼，如果使用正確，SPF 30防曬霜應該提供30倍 - 曬傷前300分鐘的保護時間。
“正確使用”是關鍵詞。 研究表明它大約需要一盎司，或者基本上是一盎司 拍攝玻璃大小的防曬霜，以覆蓋普通成人身體的暴露區域，以及面部和頸部的鎳大小的量（或多或少，取決於您的體型）。 大多數人之間適用 建議金額的四分之一到一半，使他們的皮膚有曬傷和光損傷的風險。
此外，防曬功效在水中或出汗時會降低。 為了幫助消費者，FDA現在需要貼上防曬霜 “防水”或“非常防水” 在水中分別持續40分鐘或80分鐘 美國皮膚病學會 和其他醫學專業團體 建議在進行任何水上運動後立即重新申請。 一般 經驗法則 是每兩個小時重新申請一次，當然是在水上運動或出汗後。
為了獲得高SPF值，將多個UVB UV過濾劑組合成基於的配方 FDA制定的安全標準。 但是，SPF不考慮UVA保護。 對於要求防曬霜聲稱具有UVA和UVB防護並且標記為“廣譜”的防曬劑，它必須通過 FDA的廣譜測試在測試其有效性之前，防曬霜被大量的UVB和UVA光擊中。
該預照射步驟建立於 FDA的2012防曬標籤規則 並承認有關紫外線過濾器的重要事項：有些可能是光不穩定的，這意味著它們會在紫外線照射下降解。 最著名的例子可能是 苯甲酸。 這種吸收UVB的分子在今天的防曬劑中很少使用，因為它會形成一些在某些人身上引起過敏反應的光產物。
但廣譜測試只有在UVA吸收分子阿伏苯宗進入市場後才真正生效。 阿伏苯宗可與octinoxate（一種強大且廣泛使用的UVB吸收劑）相互作用，其方式使阿伏苯宗對UVA光子的效果較差。 另一方面，UVB過濾劑octocrylene有助於穩定阿伏苯宗，因此它的UVA吸收形式持續時間更長。 此外，您可能會注意到一些防曬標籤上的分子乙基己基甲氧基丙烯。 它有助於穩定阿伏苯宗，即使在奧昔美的存在下，也能為我們提供持久的抗UVA射線保護。
防曬創新的另一個目標是擴大他們的使命。 因為即使是最高防曬指數的防曬霜也不會阻擋100的紫外線百分比，因此當皮膚的天然抗氧化防禦系統超負荷時，添加抗氧化劑可以提供第二道防護。 我同事和我合作的一些抗氧化成分包括 醋酸外周（維生素E），抗壞血酸磷酸鈉（維生素C）和DESM。 而且防曬霜研究人員正在開始調查是否 吸收其他顏色的光像紅外線一樣，皮膚分子在光損傷中起作用。
隨著研究的繼續，我們確切知道的一件事是保護我們的DNA免受紫外線傷害，對於各種顏色的人來說，是預防皮膚癌的同義詞。 皮膚癌基金會，美國癌症協會和美國皮膚病學會都強調，研究表明，經常使用SPF 15或更高級別的防曬霜可以防止曬傷並降低患病風險。 40百分比的非黑色素瘤 和 黑色素瘤按50％計算.
我們仍然可以享受在陽光下。 不像我的姨媽Muriel和我們的孩子們在1980s中，我們只需要使用我們可用的資源，從長袖到陰影到防曬霜，以保護我們皮膚中的分子，特別是我們的DNA免受紫外線傷害。
關於作者
研究化學家Kerry Hanson， 加州大學河濱分校
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