El sol y sus efectos en nuestra piel

by Verónica Ruiz

El sol emite una amplia gama de frecuencias de todo el espectro electromagnético, principalmente dentro de la gama de radiaciones no ionizantes, pero el espectro de radiación solar (RS) que llega a la superficie de la Tierra es escasa, ya que la mayoría es reflejada y filtrada debido al efecto de protección de varios componentes atmosféricos.                                                                                                                                            En este sentido, el ozono es particularmente importante, ya que filtra todas las longitudes de onda inferiores a 290 nm, es decir, todos los UVC y la mayoría de los UVB, como veremos a continuación; sin embargo, el agotamiento de la capa de ozono en las últimas décadas ha aumentado la cantidad de UVB que llega a la superficie de la Tierra.

 

¿Cuáles son los componentes de la radiación solar?

Aproximadamente el 95% de la RS que llega a la superficie de la Tierra está compuesta por infrarrojos (IR) (45%) y luz visible (VIS) (50%), mientras que los rayos ultravioleta (RUV) representan únicamente el 5%.

Veamos cuáles son las principales características de cada una de ellas:

  1. Radiación infrarroja (IR): Se divide en IR-A (λ = 780–1400 nm), IR-B (λ = 1400–3000 nm) e IR-C (λ = 1 mm – 3000 nm). Hay publicados numerosos estudios que abordan el daño cutáneo inducido por IR y, en la actualidad, se acepta que las longitudes de onda en este rango similar a la RUV pueden inducir también daño cutáneo.
  2. Radiación visible (VIS) (λ = 400–780 nm): A diferencia de la RUV e IR, el número de estudios centrados en los efectos de la VIS sobre la piel son escasos. Actualmente no hay evidencia de que VIS pueda causar efectos en la salud más allá de la hiperpigmentación / melasma de la piel. En particular, no se ha demostrado que VIS provoque la formación de arrugas.

“Tanto VIS como IRA impactan en la piel a dosis fisiológicas: Inducen la degradación de la matriz dérmica, modifican la composición lipídica del estrato córneo y modulan la pigmentación de la piel”

  1. La RUV es una parte del espectro electromagnético de la RS que se mide en longitudes de onda de 100 a 400 nanómetros (nm). La RUV que penetra en la atmósfera y llega a la superficie de la Tierra tiene longitudes de onda > 295 nm.                                                                                                                Hay tres subtipos de radiación UV: UVA, UVB y UVC, pero sólo penetrarán en la superficie de la Tierra UVB y UVA, siendo UVA la que mayoritariamente recibimos de la RS ( >95%).
  • Los rayos UVA tienen la longitud de onda más larga (λ = 315–400 nm); no son absorbidos por la capa de ozono y penetran profundamente en la piel, siendo los principales responsables del envejecimiento prematuro de la piel.
  • Los rayos UVB son más cortos (λ = 280–315 nm) y es el principal agente del bronceado cutáneo. La capa de ozono absorbe la mayor parte de la radiación UVB, pero las condiciones climáticas pueden afectar a la cantidad que nos llega ya que la intensidad de los rayos UVB es muy sensible a la altura del sol, que depende de la latitud, la estación y la hora del día: cuanto más alto está el sol, mayor es el contenido de UVB de la luz solar.                                                                                                                        Si bien los rayos UVB (280-315 nm) representan solo el 5% de la radiación solar, son mucho más efectivos que los UVA para dañar el ADN y producir cáncer de piel.                                                          
  • Los rayos UVC son los más cortos (λ = 100–280 nm), y son absorbidos por la capa de ozono y la atmósfera.

 

Principales factores que influyen en la exposición de los ojos y la piel a la RUV

A. Factores ambientales: Según la Comisión Internacional de Protección contra Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP), los principales factores ambientales que influyen tanto en la cantidad total como en la composición espectral de la RUV que llega a la superficie de la tierra son:

  • Composición atmosférica: además del ozono, otras partículas gaseosas y contaminantes de la atmósfera pueden interactuar con la RUV; de hecho, la presencia de contaminantes en la troposfera suele reducir la exposición a la RUV.
  • Ángulo del sol en el horizonte, que depende de:
    • Hora del día: en verano, entre el 20 y el 30% de la exposición total a la RUV se produce entre las 11:00 a. M. Y la 1:00 p. M., y el 75% entre las 9:00 a. M. Y las 3:00 p. M.
    • Latitud: la exposición UVR acumulada disminuye al aumentar la distancia desde el Ecuador.
  • Altitud: la exposición a la RUV aumenta con la altitud. Aproximadamente cada 300 m, la capacidad de la RUV para inducir quemaduras solares aumenta un 4%.
  • Nubes: La RUV se reduce aproximadamente en un 50% con una cobertura de nubes completa, mientras que la cobertura incompleta no puede proteger adecuadamente de la RUV, donde solo el 10% generalmente está bloqueado por las nubes.
  • Reflectancia: Puede actuar aumentando la exposición de partes del cuerpo generalmente protegidas de los rayos UV directos, como los ojos.                                                                                                            La reflectancia es alta para superficies blancas o claras, como la nieve fresca; la arena refleja hasta un 15-20%.                                                                                                                                                               El reflejo del agua depende de varios factores, incluido el ángulo del sol, que va desde menos del 10% al 65% o más en caso de un ángulo muy bajo en el horizonte.

 

B. Factores individuales

El factor predisponente más relevante que influye en la probabilidad de daño por la RUV en humanos es el fototipo. Fitzpatrick identificó seis tipos diferentes de fototipos de piel, según la pigmentación de la piel, la capacidad de broncearse y la rapidez con la que aparece una quemadura solar: Los fototipos 1 y 2, que representan la piel muy clara, son los más sensibles al daño de la RUV, pero los tipos 3 y 4 también están en riesgo.

El otro grupo de factores individuales que influyen en la exposición solar UV incluyen la realización de una actividad al aire libre, tanto por trabajo, práctica de deportes o pasatiempos.                                                      

C. Factores ocupacionales.

El trabajo al aire libre es particularmente relevante para influir en la exposición acumulativa, con posibles daños que se acumulan en la piel y los ojos de los trabajadores durante muchos años.                              Según la Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo, el trabajo al aire libre se define como aquel que produce exposición a la RS durante al menos el 75% de su tiempo de trabajo.                                                                                                                                                                                                                            Se estima que unos 15 millones de trabajadores en Europa están expuestos a los rayos UV solares; la gran mayoría (90%) son generalmente hombres.

 

¿Cuáles son los efectos de la radiación solar en nuestra piel?

Los principales órganos diana de los efectos inducidos por la RS son la piel y los ojos.

Una exposición prudente y moderada al sol presenta claros beneficios pero, por el contrario, una exposición excesiva tiene efectos perjudiciales ampliamente demostrados.

Comentemos de forma breve los efectos de la RS en humanos:

Beneficios
  1. En muchas personas, el hecho de estar expuesto a la luz solar les produce un estado de “bienestar psicológico”, ya que se induce la producción de serotonina y endorfinas endógenas. De hecho, contribuye a la prevención y tratamiento de determinadas afecciones psicológicas como el trastorno afectivo estacional.
  2. Síntesis de vitamina D (importante para la salud de nuestros huesos y músculos).
  3. Podría contribuir a prevenir algunas enfermedades como el cáncer colorrectal, cáncer de mama, cáncer de próstata, linfoma no Hodgkin, esclerosis múltiple, Hipertensión arterial y diabetes mellitus. Este efecto preventivo se atribuyó inicialmente a la vitamina D; sin embargo, se ha evidenciado posteriormente que la luz solar interviene en la regulación del sistema inmune e induce la producción de melatonina y serotonina, que parecen contribuir a una reducción en el riesgo de padecer estas enfermedades.        

“Los datos recientes sugieren que la disminución de la exposición a la luz solar durante el día puede afectar negativamente los ritmos circadianos y el pico nocturno de melatonina, mientras que una exposición solar suficiente durante el día puede prevenir estas alteraciones

 
Efectos perjudiciales

Generalmente, cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la posibilidad de que la RUV  cause daño biológico, siendo las longitudes de onda UV más largas las que penetran más profundamente en piel y ojos.                                                                                                                                                                                      La UVC es la RUV más corta y peligrosa pero, afortunadamente y como hemos dicho anteriormente, la atmósfera absorbe la mayor parte de ésta antes de que alcance la superficie de la Tierra y nuestra piel.

Por lo tanto, será los UVA y UVB los principales responsables del daño que puedan sufrir nuestra piel y ojos.

La UVB, al ser de onda más corta, es la más enérgica, pero sólo penetra las capas más superficiales de la piel (epidermis) y es la causante de las quemaduras solares y del cáncer de piel por producir daño directo en el ADN.

La UVA es menos enérgica pero, al ser de onda más larga, penetra más profundamente en dermis, y será la principal responsable del fotoenvejecimiento y pigmentación cutáneos asociados a la RS. Aunque es menos mutagénica que la UVB, también produce daño indirecto en el ADN y contribuir en el desarrollo del cáncer de piel.

En los estudios epidemiológicos, es difícil separar los efectos causados por los rayos UVB, UVA y VIS.          Por lo tanto, estas longitudes de onda generalmente se agrupan y se tratan como una unidad.

  • Cáncer de piel: Las quemaduras solares se asocian con un mayor riesgo de carcinoma basocelular, carcinoma escamoso y melanoma.
    • Melanoma: Se desconoce el mecanismo del melanoma, pero se cree que está relacionado con factores genéticos.                                                                                                                                          El principal factor de riesgo no genético identificado es la exposición a la RUV  y la relación entre el melanoma y la RUV es bidireccional y es latitud dependiente: En la exposición al sol sin quemaduras se asocia con un riesgo reducido de melanoma, mientras que las quemaduras solares se asocian con una duplicación del riesgo de melanoma.
    • Carcinoma basocelular y carcinoma escamoso

“En las personas que viven en latitudes más altas (en Europa por encima de los 50 grados de latitud norte), el riesgo del cáncer de piel (particularmente melanoma) es causado principalmente por la exposición intermitente  (con quemaduras solares), mientras que una exposición más regular confiere u un riesgo más bajo (el riesgo es menor para las personas que trabajan al aire libre); El riesgo de desarrollar cáncer de piel aumentaría para una exposición tanto crónica como intermitente en el sur de Europa”

  • Envejecimiento cutáneo: Consiste en la aparición de una serie de cambios cutáneos debido a la exposición solar crónica. El  fotoenvejecimiento de la piel humana se debe principalmente a la exposición diaria a dosis bajas no extremas, que no provoca ningún cambio visible en los momentos de exposición pero que, al mismo tiempo, provoca cambios biológicos en los 3 compartimentos cutáneos: epidermis, dermis e hipodermis, aunque los cambios fundamentales suceden a nivel de la dermis.                                                                                                                                                                    En su desarrollo influye tanto UVA como UVB y los signos principales consisten en la aparición de arrugas finas y gruesas, piel fláccida, áspera y seca, aparición de arañas vasculares y cambios pigmentarios (léntigos solares, pecas, melasma, hipopigmentaciones).                                                      
  • Inmunosupresión local cutánea, lo cual puede favorecer también el desarrollo de tumores malignos.
  • La exposición crónica al sol, específicamente la UVB, puede provocar muchas afecciones oculares, como cataratas y cáncer ocular.

 

Aprovechando que pronto llega el verano y que el 13 de junio es el día mundial del cáncer de piel, este ha sido el primer post de una serie que trata de describir cómo nos relacionamos con el sol y cómo hemos de protegernos adecuadamente.

Seguimos!

 

BIBLIOGRAFÍA

  • The skin aging exposome. Krutmann J, Bouloc A, Sore G, Bernard BA, Passeron T. J Dermatol Sci. 2017 Mar;85(3):152-161
  • Solar Radiation Exposure and Outdoor Work: An Underestimated Occupational Risk. Alberto Modenese, Leena Korpinen, Fabriziomaria Gobba. Int J Environ Res Public Health 2018 Sep 20;15(10):2063
  • Cutaneous Photoprotection: A Review of the Current Status and Evolving Strategies. Kathleen Suozzia, Jack Turbanb and Michael Girardia. Yale J Biol Med 2020 Mar 27;93(1):55-67
  • Ultraviolet Radiation Exposure and Its Impact on Skin Cancer Risk. Meg Watson, Dawn M Holman, Maryellen Maguire-Eisen. Semin Oncol Nurs 2016 Aug;32(3):241-5
  • The risks and benefits of sun exposure. David G Hoel, Marianne Berwick, Frank R de Gruijl, Michael F Holick. Dermatoendocrinol 2016 Oct 19;8(1):e1248325
  • Novel Means for Photoprotection. Kevin Sondenheimer, Jean Krutmann. Front Med (Lausanne) 2018 May 29;5:162
  • Ensuring the Safety of Sunscreens, and Their Efficacy in Preventing Skin Cancers: Challenges and Controversies for Clinicians, Formulators, and Regulators. Sharad P Paul. Front Med (Lausanne) 2019 Sep 4;6:195
  • Natural components in sunscreens: Topical formulations with sun protection factor (SPF). He hailun,Li anqi, Li shiqin, Tang ji, Li li, Xiong lidan. Biomed Pharmacother 2021 Feb;134:111161
  • Sunscreens And Photoprotection. Sarah Gabros, Trevor A. Nessel, Patrick M. Zito. StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL)