以下文章經《對話》許可轉載，該線上出版物報道最新研究。
不久前，像我穆里爾阿姨這樣的人還認為曬傷是獲得“良好基礎曬黑”的必要之惡。她過去常常塗上嬰兒油，同時使用大型反光板來烘烤。當不可避免的曬傷和脫皮出現時，穆里爾阿姨的口頭禪是：美麗是有代價的。
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她說的代價是對的——但遠比我們當時意識到的要高得多。當時曬太陽成癮者不知道的是，我們正在讓我們的皮膚受到對其結構蛋白和 DNA 的損害。你好，皺紋、老年斑和癌症。無論您的膚色在 菲茨帕特里克皮膚型別 量表上處於哪個位置，來自太陽或日光浴床的紫外線 (UV) 輻射都會損害您的皮膚。
今天，對紫外線風險的認知促使科學家，包括我自己，研究當我們的細胞暴露在陽光下時會發生什麼——並設計出現代方法來抵禦這種損傷。
陽光照射皮膚時會發生什麼
陽光由稱為光子的能量包組成。我們肉眼可見的可見光顏色對我們的皮膚相對無害；是陽光的紫外線 (UV) 光子會造成皮膚損傷。紫外線可以分為兩類：UVA（波長範圍 320-400 奈米）和 UVB（波長範圍 280-320 奈米）。
我們的皮膚含有分子，這些分子的結構非常適合吸收 UVA 和 UVB 光子的能量。這使分子進入能量激發態。正如俗話所說，物極必反。為了釋放它們獲得的能量，這些分子會發生化學反應——在皮膚中，這意味著會產生生物學後果。
有趣的是，其中一些影響過去被認為是有益的適應——儘管我們現在認識到它們是損傷的形式。曬黑是由於 UVA 射線誘導產生額外的黑色素。暴露在陽光下還會啟動皮膚的天然抗氧化劑網路，該網路 使高破壞性活性氧 (ROS) 和自由基失活；如果聽之任之，這些會引起細胞損傷和皮膚內的氧化應激。
我們也知道，UVA 光比 UVB 光穿透皮膚更深，破壞一種稱為膠原蛋白的結構蛋白。隨著膠原蛋白的降解，我們的皮膚會失去彈性和光滑度，從而導致皺紋。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。記住“A”代表衰老，“B”代表灼傷。
DNA 本身可以吸收 UVA 和 UVB 射線，引起突變，如果未修復，可能導致非黑色素瘤（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活性 ROS 和自由基。由此產生的氧化應激會使皮膚的內建抗氧化劑網路超負荷並引起細胞損傷。ROS 可以與 DNA 反應，形成突變，並與膠原蛋白反應，導致皺紋。它們還會干擾細胞訊號通路和基因表達。
所有這些光反應的最終結果是光損傷，這種損傷會在一生中因反覆暴露而累積。並且——這一點怎麼強調都不為過——這適用於所有皮膚型別，從 I 型（如妮可·基德曼）到 VI 型（如詹妮弗·哈德森）。無論我們皮膚中有多少黑色素，我們都可能患上紫外線誘導的皮膚癌，並且我們最終都會在鏡子裡看到光誘導衰老的跡象。
在損傷發生之前過濾光子
當然，好訊息是，透過防止過度暴露於紫外線輻射，可以將皮膚癌的風險和可見的衰老跡象降到最低。當您無法完全避免陽光時，今天的防曬霜會為您提供保護（以及您皮膚的所有其他部位）。
防曬霜採用紫外線過濾劑：專門設計用於幫助減少到達皮膚表面的紫外線量的分子。這些分子的薄膜形成保護屏障，在紫外線光子被我們的 DNA 和皮膚深處的其他活性分子吸收之前，吸收（化學過濾器）或反射（物理阻擋劑）紫外線光子。
在美國，食品和藥物管理局將防曬霜作為藥物進行監管。因為我們過去最關心的是防止曬傷，所以 14 種阻擋引起曬傷的 UVB 射線的分子 被批准使用。我們在美國只有兩種可用的 UVA 阻擋分子——阿伏苯宗，一種化學過濾器；和氧化鋅，一種物理阻擋劑——這證明了我們最近才認識到 UVA 會引起麻煩，而不僅僅是曬黑。
FDA 還頒佈了 嚴格的標籤要求 – 最明顯的是關於 SPF（防曬係數）。自 1971 年以來，SPF 標籤代表個人被 UVB 輻射曬傷所需的相對時間。例如，如果通常需要 10 分鐘才能曬傷，那麼如果使用正確，SPF 30 防曬霜應提供 30 倍的時間——300 分鐘的防曬傷保護。
“使用正確”是關鍵短語。研究表明，大約需要一盎司，或者基本上是 一小杯量的防曬霜，才能覆蓋普通成年人身體的裸露區域，而臉部和頸部則需要鎳幣大小的量（或多或少，取決於您的體型）。大多數人使用的量約為 推薦量的四分之一到一半，使他們的皮膚面臨曬傷和光損傷的風險。
此外，防曬霜在水中或出汗時的功效會降低。為了幫助消費者，FDA 現在要求標有 “防水”或“非常防水” 的防曬霜在水中分別持續長達 40 分鐘或 80 分鐘，並且 美國皮膚病學會 和其他醫療專業團體 建議在任何水上運動後立即重新塗抹。一般的 經驗法則 是大約每兩個小時重新塗抹一次，當然是在水上運動或出汗後。
為了獲得高 SPF 值，基於 FDA 制定的安全標準，將多種 UVB 紫外線過濾劑組合成配方。但是，SPF 並未考慮 UVA 防護。為了使防曬霜聲稱具有 UVA 和 UVB 防護並被標記為“廣譜”，它必須透過 FDA 的廣譜測試，在該測試中，防曬霜在測試其有效性之前會受到大量 UVB 和 UVA 光照射。
此預照射步驟在 FDA 2012 年的防曬霜標籤規則 中建立，並承認了關於紫外線過濾劑的重大意義：有些可能是光不穩定的，這意味著它們會在紫外線照射下 Degradation（降解）。最著名的例子可能是 PABA。這種 UVB 吸收分子如今在防曬霜中很少使用，因為它會形成光產物，從而在某些人中引起過敏反應。
但是，廣譜測試實際上只有在 UVA 吸收分子阿伏苯宗上市後才生效。阿伏苯宗可以與強效且廣泛使用的 UVB 吸收劑辛氧酸酯相互作用，從而降低阿伏苯宗對 UVA 光子的有效性。另一方面，UVB 過濾器奧克立林有助於穩定阿伏苯宗，使其以 UVA 吸收形式持續更長時間。此外，您可能會在某些防曬霜標籤上注意到分子甲氧基肉桂酸乙基己酯。即使在辛氧酸酯存在的情況下，它也有助於穩定阿伏苯宗，併為我們提供更持久的 UVA 射線防護。
防曬霜創新的下一步是擴大其使命。因為即使是最高 SPF 的防曬霜也不能 100% 阻擋紫外線，所以新增抗氧化劑可以在皮膚的天然抗氧化防禦系統超負荷時提供第二道保護。我和我的同事使用過的一些抗氧化成分包括 生育酚乙酸酯（維生素 E）、抗壞血酸磷酸鈉（維生素 C）和 DESM。防曬霜研究人員開始調查 皮膚分子對其他顏色光（如紅外線）的吸收是否在光損傷中發揮作用。
隨著研究的繼續，我們確定的事情之一是，保護我們的 DNA 免受紫外線損傷，對於各種膚色的人來說，與預防皮膚癌是同義的。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 或更高的防曬霜可以預防曬傷，並將 非黑色素瘤癌症的風險降低 40%，並將 黑色素瘤的風險降低 50%。
我們仍然可以享受陽光。與我的穆里爾阿姨和 1980 年代的我們孩子不同，我們只需要利用我們可以使用的資源，從長袖到陰涼處再到防曬霜，以保護我們皮膚中的分子，尤其是我們的 DNA，免受紫外線損傷。