Нужно ли защищаться от экранов современных гаджетов?

Солнечный свет делится на ультрафиолет (UltraViolet, UV), видимое (Visible Light, VL) и инфракрасное излучение (Infrared Radiation, IR). Длина волны ультрафиолета менее 400 нм, видимый свет находится в районе 400-700 нм, инфракрасное излучение – более 700 нм. Достигающий Земли свет состоит из 6,8% UV, 38,9% VL и 54,3% IR.

Есть три основных спектра ультрафиолета: UVС (200-290 нм), UVВ (290-320 нм) и UVА (320-400 нм). Самым плохим для кожи является UVС, который, к счастью, поглощается озоновым слоем и практически не может пройти сквозь атмосферу. UVB более гуманный и проникает только до эпидермиса, а UVA самый мягкий и достигает дермы.

Доказано, что ультрафиолет вызывает так называемое фотостарение – комплекс реакций, приводящих к раннему появлению возрастных изменений на коже (Большой солнечный гайд).

Инфракрасное излучение (IR) может проникать в эпидермис, дерму и подкожную ткань. При этом реакциям кожи на IR ранее уделялось мало внимания. В настоящее время ученые выявили как положительные, так и отрицательные эффекты IR, но они не являются темой данной статьи.

Главным естественным источником видимого света (VL) в диапазоне 400-700 нм является солнце. К искусственным относятся лазеры, различные светодиоды, а также окружающие человека гаджеты: смартфоны, планшеты, ТВ, компьютерные мониторы, LED-панели и др. Хотя люди ежедневно подвергаются воздействию VL, его влияние изучалось в основном на сетчатку глаз, но не на кожу. Но сегодня все изменилось.

Кожа тоже видит

Основными рецепторами глаз являются палочки и колбочки. Но это крупные структуры, а более мелкие называются опсинами. Опсины представляют собой семейство компактных белковых рецепторов и являются первым этапом каскада зрительной реакции.
Среди опсинов выделяется родопсин – основной пигмент палочек, отвечающий за ночное зрение. Родопсин состоит из бесцветного белка опсина и 11-цис-ретиналя – производного витамина А. При взаимодействии с фотоном света 11-цис-ретиналь меняет изомерную форму до транс-ретиналя, запуская фотопреобразование.

Разные опсины нужны глазам для восприятия излучения различных длин волн: какие-то лучше «видят» в длинноволновом диапазоне, какие-то – в коротковолновом. Тем удивительнее стало открытие этих рецепторов в меланоцитах кожи мышей и человека. Так, родопсин человеческих меланоцитов реагирует на UVA – он запускает реакции синтеза меланина, приводя к появлению загара. На мембранах кератиноцитов человека был найден другой родопсин, который улавливает фиолетовый свет.

Таким образом, наша кожа буквально «видит» падающий на нее свет и отвечает на него различным образом. Мы все-таки удивительные, правда?

Ужасный синий свет

Синий свет находится в диапазоне 450-490 нм и является основной составляющей видимого света экранов современных гаджетов. На спектральной шкале по бокам от него располагаются фиолетовый свет (слева) и голубой (справа).

В одном из экспериментов ученые воздействовали на фибробласты человека синим светом 450 нм с интенсивностью до 30 Дж/см2 – отмечено подавление клеточного метаболизма. При интенсивности более 30 Дж/см2 зафиксирована цитотоксичность, т.е. губительное влияние на клетки.

В другой работе синий свет вызвал окислительный стресс в митохондриях кератиноцитов человека. Эксперимент проводился in vitro – «в банке», поэтому его результаты нельзя полностью экстраполировать на живого человека. Однако синтез разрушительных свободных радикалов вырос, что негативно сказалось на состоянии митохондрий в частности и кератиноцитов в целом. Еще одна работа зафиксировала, что синий свет задерживает восстановление кожного барьера после микротравмы.
Получается, синий свет вреден? Не все так однозначно.

Прекрасный синий свет

Сообщается о положительном влиянии синего света на состояние угрей – Acne vulgaris или попросту акне. Акне является распространенной кожной болезнью, которая встречается у 85% подростков и большого числа взрослых людей.
Одной из ее причин считаются кутибактерии – Cutibacterium acnes. Возможно, вы знаете их под старым названием пропионибактерии – Propionibacterium acnes. Изменилось не только имя, но и восприятие кутибактерий: сегодня их относят к нормальному микробиому человеческой кожи (Микробиом человеческого тела).

Акне возникает при избытке кутибактерий, справиться с которым может синий свет. Помните свободные радикалы, которые разрушительно влияют на клетки? Они негативно сказываются и на состоянии кутибактерий, уменьшая их количество и улучшая течение акне. Облучение кожи синим светом также эффективно при лечении тяжелого атопического дерматита.

Получается, гаджеты полезны для здоровья? И здесь тоже не все однозначно.

«Болевой порог»

Многие из вас слышали о таком понятии, как «болевой порог». Это уровень восприятия, с которого человек начинает ощущать внешнее болевое воздействие. У кого-то порог низкий, и любая травма превращается в настоящую трагедию. У кого-то высокий – в результате человек может переносить значительные страдания.

Для биологических систем существует универсальный закон Арндта-Шульца (The Arndt-Schulz law). Он говорит о том, что реакция организма на любой раздражитель зависит от меры его воздействия. Слишком слабое влияние не вызывает эффекта, средняя интенсивность стимулирует, а слишком сильная – угнетает.

Закон Арндта-Шульца применим и к свету. Как видно на графике, интенсивность света менее 1 Дж/см2 не оказывает никакого влияния.

Имеет значение и длина волны света:

• Менее 600 нм – основным препятствием для фотонов в коже является гемоглобин кровеносных сосудов
• Более 1000 нм – большинство фотонов поглощается водой.

Гаджеты оказываются сразу «меж двух огней»: во-первых, интенсивность их света крайне мала, а во-вторых, синий свет находится в районе 450-490 нм (<600 нм), где активно поглощается гемоглобином.

Плюс большинство исследований по гаджетам выполнены на культурах клеток, которые облучали намного дольше и интенсивнее, чем это бывает в реальной жизни.

Хотя одна из свежих работ 2018 г. приблизилась к идеалу. В ней клеточные культуры в течение 1 часа облучали экранами iPhone 8+, iPhone 6, iPad 1-го поколения, настольного iMac, ноутбука Dell XPS и смартфона Samsung Galaxy S7. Зафиксирован рост числа свободных радикалов на 81-92% без других патологических изменений. Исследователи сделали вывод, что «…кратковременное воздействие экранов гаджетов на кожу повышает уровень свободных радикалов, но долгосрочные эффекты этого неизвестны». В общем, мы знаем, что ничего не знаем.

Другое дело, что гаджеты нарушают наши циркадные ритмы, поэтому рекомендуется отложить их в сторону хотя бы за полчаса до сна. Но ведь это мало кто соблюдает, верно?

Какие выводы?

• Синий свет гаджетов скорее всего полностью безвреден для кожи
• Защищаться от него нет никакого смысла
• Однако синий свет может нарушить ваш сон
• Поэтому не используйте гаджеты вечером в постели
• И в целом старайтесь больше смотреть вдаль, чтобы сохранить зрение (Как получить идеальное зрение за 10 минут?)