Filtr groźniejszy od słońca?
Jak doktor Jekyll i pan Hyde, nawet najwspanialsze wynalazki mają
często dwie twarze. Niestety, naukowcy bezkrytycznie zachwyceni swoim
odkryciem, często nie dostrzegają tej złej strony.
Nie inaczej było z promieniotwórczością. Nawet tak wielka uczona,
jak Maria Skłodowska-Curie nie zdawała sobie sprawy, jak bardzo trzeba
się chronić przed pierwiastkami, które odkryła. Dzisiaj, zafascynowani
nanotechnologią, niechętnie mówimy o niezbadanych jeszcze zagrożeniach
związanych z zastosowaniem nanonośników w medycynie i kosmetologii.
Zapominamy na przykład, że rozdrobnienie związku, znanego i
powszechnie uznawanego za bezpieczny, radykalnie może zmienić jego
właściwości fizyko-chemiczne. Jeśli zakładamy, że są one takie same,
jak w przypadku makrostruktury, popełniamy błąd – mówi prof.
Alfreda Padzik-Graczyk, kierownik Pracowni Biochemii i Spektroskopii
Wojskowej Akademii Medycznej, współtwórczyni fotodynamicznej
diagnostyki i terapii nowotworów w Polsce.
Taki też jest przypadek dwutlenku tytanu (TiO2). Warto go dobrze
poznać.
Zanim udamy się na plażę
Dwutlenek tytanu od kilkunastu lat jest używany jako wysoki filtr
przeciwko szkodliwemu promieniowaniu UVA i UVB. Najbardziej znane i
najdroższe firmy dodają go do swoich kosmetyków. Dwutlenkiem tytanu
napakowane są emulsje do opalania, kremy na dzień z filtrem
przeciwsłonecznym, podkłady i pudry, kremy pod oczy, szminki, balsamy
do ciała. Zwłaszcza te z najdroższej cenowej półki.
O jego karierze zadecydowała duża skuteczność – TiO2 wycina
światło do fali długości 388 nm, jest więc bardzo dobrym absorberem
światła UVA i UVB, co zostało potwierdzone w badaniach spektralnych.
Niestety, badacze, którzy przygotowywali zastosowanie dwutlenku tytanu
w charakterze filtra UV w kosmetykach, zatrzymali się chyba wpół
drogi. I nie zadali sobie pytania, co dzieje się, kiedy cząsteczka
TiO2 pochłonie kwant świetlny. Z punktu widzenia młodości naszej skóry
zaczyna się wówczas rzecz straszna.
Dziwny przeskok elektronów
Dwutlenek tytanu jest półprzewodnikiem, dlatego pani prof. Graczyk
proponuje sięgnąć do opisanej już kilkadziesiąt lat temu teorii
pasmowej półprzewodnictwa. Dany materiał zachowuje się jak
półprzewodnik, jeśli z zewnątrz zadziała na niego energia, która
pozwoli elektronom z pasma walencyjnego pokonać barierę, jaką jest
pasmo zabronione, i przejść do pasma półprzewodnictwa. Ten zastrzyk
energii zewnętrznej musi być równy lub większy od energii pasma
zabronionego. Kwant świetlny, który odpowiada długości fali λ <
400 nm posiada energię 3,2 eV. I tak się nieszczęśliwie składa, że owe
3,2 eV jest równe energii pasma zabronionego w dwutlenku tytanu.
Cóż się zatem dzieje, gdy TiO2 łapie kwant światła? Zostaje pokonana
bariera pasma zabronionego, elektron z pasma walencyjnego zostaje
przerzucony do pasma półprzewodnictwa. TiO2 nie jest już dłużej
cząsteczką obojętną i zaczyna działać jak półprzewodnik z ruchliwymi
ładunkami. Zjawisko zachodzi w żywej tkance, reakcja uwolnionego
elektronu z otoczeniem tkankowym prowadzi w końcu do powstania jednego
mola rodnika hydroksylowego, zaś dziura o ładunku dodatnim, która
pojawiła się po ucieczce elektronu, kończy się powstaniem kolejnych
dwóch moli rodnika.
W ten sposób jeden kwant świetlny wychwycony przez cząsteczkę
dwutlenku tytanu, daje w sumie trzy mole rodnika hydroksylowego (OH*),
który jest jednym z najsilniejszych prooksydantów występujących w
naturze.
Zabójcza kaskada
Kto z nas nie słyszał o wolnych rodnikach, cząsteczkach krótko
żyjących, ale o bardzo silnym potencjale utleniającym? Takie twory za
wszelką cenę chcą oddać nadmiar energii, w związku, z czym utleniają
wszystko, co napotkają na swojej drodze. Zaczyna się proces
destrukcji. Rodnik hydroksylowy jak biologiczny pocisk niszczy nasze
komórki – utlenia kwasy tłuszczowe, które wmontowane w błonę
komórkową nadają jej elastyczność. Białkowo-lipidowa błona komórkowa
robi się sztywna i postrzępiona.
Reakcja jest kaskadowa, zaczyna się w skórze, by szybko przedostać
się w głąb organizmu – do krwioobiegu, nawet do mózgu.
Zniszczeniu ulega materiał genetyczny komórki.
Oto mamy, więc paradoks - kupujemy drogi, markowy kosmetyk i zamiast
obiecanego efektu upiększającego, fundujemy sobie przyspieszoną
starość.
Różne nazwy – jeden związek
Aby sprawdzić, czy w kosmetyku, który chcemy kupić, znajduje się
dwutlenek tytanu, należy:
- po pierwsze – zaopatrzyć się w lupę, ponieważ producenci
zazwyczaj zadrukowują tylne etykietki najmniejszą czcionką z
możliwych;
- po drugie – uważnie przejrzeć składniki w poszukiwaniu: TiO2,
ditlenek tytanu, titanium dioxide lub kod CI 77891.
Pochwała zwyczajnej marchewki
Na szczęście jest filtr przeciwsłoneczny, który na pewno nam nie
zaszkodzi. Bezpieczny, tani i zdrowy. Można go znaleźć nie w aptece,
ale w każdym warzywniaku – jest to pospolita marchewka. Zawarty
w niej beta-karoten odkłada się w skórze, nadając jej z czasem złotawy
odcień. Ten marchewkowy koloryt staje się naturalnym filtrem
pochłaniającym promieniowanie UV. Przy okazji jest silnym
przeciwutleniaczem i wyłapując wolne rodniki, zabezpiecza skórę przed
fotostarzeniem się. Ponadto sprawia, że po powrocie z wakacji
znaczniej dłużej utrzymuje się piękna, delikatna opalenizna. Dodatkowo
bardzo dobrze działa na oczy.
Tego filtru nie można przedawkować, ponieważ beta-karoten nie jest
witaminą, lecz prowitaminą i wątroba – w zależności od potrzeb
naszego organizmu – syntetyzuje z niego tyle witaminy A, ile
akurat jest nam potrzebne.
A zatem rada jest prosta: gdy tylko słońce mocniej przygrzeje, pijmy
od wczesnej wiosny codziennie sok z marchewki!
Inne życie TiO2
O wysokim potencjale utleniającym dwutlenku tytanu może świadczyć
jego zastosowanie już nie w markowych kosmetykach, ale także w
filtrach fotokatalitycznych. Silnie utleniające właściwości rodników
hydroksylowych, które powstają na skutek zmian zachodzących pod
wpływem światła UV w nanonocząsteczkach TiO2, wykorzystywane są do
utleniania i rozkładania zanieczyszczeń organicznych, jak tłuszcze,
oleje czy spaliny.
(artykuł znaleziony na hoga.pl)
cdn...
dr n. med. Krzysztof Piotr Michalak
----