Sinar Ultra Violet (UV)
Sinar matahari di satu pihak, sangat diperlukan oleh makhluk hidup sebagai sumber energi, penyehat kulit, dan tulang misalnya dalam pembentukan vitamin D dan pro-vitamin D yang mencegah penyakit polio atau riketsia, tetapi di lain pihak sinar matahari mengandung sinar ultraviolet yang membahayakan kulit. Sinar ultraviolet ini dapat menimbulkan berbagai kelainan pada kulit mulai dari kemerahan, noda hitam, penuaan dini, kekeringan, keriput, sampai kanker kulit.
Sinar ultraviolet matahari dapat menembus awan yang tipis dan air yang tidak terlalu dalam, seperti air di kolam renang dan di tepi pantai serta dapat diteruskan ke kulit oleh pantulan cermin, logam yang berkilau, pasir putih di pantai, bahkan oleh salju. Karena orang tidak mungkin menghentikan kegiatan di siang hari atau tidak melakukan kegiatan olahraga di pantai, di kolam renang, dan lain-lain, maka kulit perlu dilindungi dari bahaya sinar UV matahari dengan menggunakan sediaan kosmetik pelindung.
Sinar matahari mencapai permukaan bumi mengandung, selain sinar tampak (dengan panjang gelombang antara 4000 dan 7400Å; 1 Å = 1/10.000.000 mm), lainnya dengan panjang gelombang lebih panjang dan lebih pendek. Sinar dengan panjang gelombang lebih panjang (7500-53.000 Å), inframerah, adalah sinar panas; sinar panjang gelombang pendek (2800-4000 Å) dikenal sebagai sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet dengan panjang gelombang di bawah 3200 Å, berpengaruh terhadap sebagian besar efek terapi seperti halnya efek noxious yang kita peroleh dari sinar matahari. (1;322)
Sinar matahari terdiri atas sinar yang dapat dilihat (panjang gelombang 4000-7400 nm/A, 1 nm (nanomater) atau 1 A = 1/10.000.000 mm) [catatan : 1 nm ≠ dengan 1 Å. 1 nm = 10-9 cm, sedang 1 Å = 10-8 cm = 0,1 nm], sinar inframerah (7500-53000 A) dan sinar ultra violet. Sinar ultraviolet terdiri atas sinar UVA (3200-3800 A), sinar UVB (2900-3200 A) dan sinar C (2000-2900 A) yang memiliki panjang gelombang paling pendek, tetapi memiliki energi serta daya perusak yang lebih besar. Untunglah UVC tidak sampai ke bumi karena diserap oleh lapisan ozon di angkasa luar. (2;82)
UVB berpengaruh pada epidermis (kulit ari), lapisan terluar kulit. Saat terpajan UVB, kulit menghasilkan melanin, zat pelindung dan pewarna kulit. Dengan kata lain, UVB merangsang produksi melanin. Makin lama kulit terpajan, makin mendekati warna cokelat. Masalahnya, ketika tubuh tak lagi cukup menghasilkan melanin untuk menangkis sinar UVB yang diserap kulit, terjadilah sun burn alias terbakar matahari. (2)
UVB tak cukup kuat menembus kaca jendela. Meski duduk didekat jendela rumah, kafe, atau kendaraan, kita akan tetap aman. Namun, ketika berada di luar ruang, UVA bisa langsung menembus sampai ke dermis (kulit jangat), lapisan di bawah kulit ari, tempat kolagen si penunjang kekenyalan kulit, kelenjar keringat, kelenjar lemak, akar rambut, ujung-ujung saraf perasa dan pembuluh darah kapiler berada. (2)
Pajanan UVA dianggap paling bertanggung jawab terhadap beragam kerusakan kulit, seperti penuaan, keriput, noda hitam, tahi kulit, dan kerusakan sel kulit tak terbaharui yang bisa berujung kanker kulit. Sinar UV juga berpengaruh buruk pada mata, mempercepat pengeruhan lapisan kornea yang kita kenal sebagai gangguan katarak. (2)
Radiasi dalam rentang 2900 - 3150 Å memberikan efek terbesar pada kulit. Produksi vitamin D pada kulit dengan iradiasi provitamin 7-dehidrokolesterol, pembentukan intensitas rendah atau tinggi, dan seringkali eritema perih diikuti oleh pigmentasi reversibel, kerutan, kusam, dan penuaan pada kulit merupakan hasil pemaparan sinar matahai pada berbagai tingkatan terhadap organisme nonpatogenik. Selain respon normal ini, ada juga beberapa malfungsi kulit dan sistemik yang merupakan efek samping dari radiasi UV dan radiasi elektromagnetik tampak. (3;246)
Efek sinar UV pada kulit (1;324)
Efek utama sinar UV pada kulit adalah degradasi protein pada sel duri kulit. Bermacam bahan yang dihasilkan pada proses ini menyebabkan eritema dan edema dan menstimulasi sel basal untuk meningkatkan aktivitas pembentukan sel-sel baru, termasuk melanin (pigmen coklat kulit) dan promelanin (bahan tidak berwarna yang di bawah kondisi tertentu dapat teroksidasi menjadi melanin).
Melanin, umumnya terbentuk pada stratum germinativum, berpindah ke permukaan kulit dan membantu dalam perlindungan sel corneal. Peningkatan aktivitas dari sel basal kadang-kadang menghasilkan lapisan corneal yang tebal pada orang yang sering terpapar sinar matahari kuat, penebalan lapisan tanduk adalah bahan pelindung yang paling penting bagi kulit.
Penguapan juga merupakan perlindungan kulit karena mengandung bahan yang dapat bertindak sebagai tabir karena mengabsorpsi kuat sinar dengan panjang gelombang di bawah 3100 Å. Bahan–bahan yang dimaksudkan di sini adalah asam urokaninik (asam imidazol acrylic).
Degradasi protein sel duri dan reaksi kulit berkelanjutan timbul pada intensitas yang paling besar akibat pengaruh sinar dengan panjang gelombang 2800-3200 Å. Sinar dengan panjang gelombang yang lebih pendek memberikan efek yang sama, tetapi sinar ini tidak terdapat dalam sinar matahari yang mencapai permukaan bumi dan karena itu dapat diabaikan. Sinar dengan panjang gelombang antara 3200-4000 Å menyebabkan reaksi yang identik tetapi intensitasnya lebih rendah. Eritema dan edema seperti halnya melanin terbentuk setelah radiasi jangka panjang oleh sinar UV dengan gelombang yang lebih panjang dibandingkan sinar UV panjang menengah (2800-3200Å).
Sebagai tambahan untuk menyebabkan degradasi protein, sinar dengan panjang gelombang 3200-4000 Å mempunyai efek lain. Dengan adanya oksigen mereka mempercepat transformasi dari promelanin yang tidak berwarna menjadi melanin yang coklat. (kemungkinan promelanin berkembang secara simultan dengan melanin selama degradasi dari protein sel duri dan juga dapat timbul pada lapisan atas dari epidermis selama proses penggelapan oleh melanin).
Reaksi eritemal (3;250)
Sejumlah kecil sinar UV yang berpenetrasi ke dalam stratum korneum memicu reaksi eritema. Tidak diketahui mekanisme yang jelas dari rekasi ini. Beberapa jenis molekul atau fragmen dipercaya dapat mengabsorpsi panjang gelombang eritemogenik tetapi sifat alami dari kromofor ini tidak diketahui.
Diduga gugus kromofor adalah asam nukleat dari lapisan basal epidermis. Reaksi fotokimia utama membentuk radikal tidak stabil tidak menyertai reaksi eritemal. Fotometabolit utama dipercaya membentuk bahan sekunder yang lebih stabil, kemungkinan berupa peroksida atau quinon-imin, keduanya diketahui merupakan irritan efektif. Kedua iritan stabil adalah produk oksidasi, tetapi memucat pada kulit oleh oklusi vascular selama iritasi berlangsung, prosedur yang menghabiskan persediaan oksigen pada kulit dengan cepat, tidak dapat mengganggu eritema berkelanjutan.
Perkembangan eritema tidak bersamaan dengan insolasi, tetapi periode 2 sampai 3 jam berlalu sebelum eritema mulai berkembang. Eritema maksimum umumnya teramati dalam 10 sampai 24 jam setelah pemaparan. Keberadaan dari periode laten ini sensitif terhadap temperatur yang lebih tinggi dengan koefisien temperatur yang lebih tinggi dari yang biasa teramati dalam proses fotokimia dasar.
Respon penggelapan kulit
Perlindungan kulit ada 4 antara lain : (1) penebalan kulit, (2) dengan berkeringat, (3) dilatasi pembuluh darah, dan (4) pembentukan melanin. (4;412)
Dari semua fungsi tersebut, mekanisme yang terakhir adalah yang paling signifikan. Melanin adalah pigmen yang ada pada kulit manusia. Pigmen tersebut ada dengan jumlah yang lebih besar pada orang negro dibandingkan dengan orang yang putih, ini menyebabkan perbedaan yang nyata dalam hal warna kulit mereka. Individu dengan kulit terang memiliki melanin yang lebih sedikit dibandingkan orang dengan kulit yang gelap dan konsekuensinya lebih mudah terbakar ketika terkena sinar matahari. Orang dengan kulit gelap akan lebih mudah mengalami tanning (proses pencoklatan pada kulit) dibandingkan individu dengan kulit terang. Ini menghasilkan suatu asumsi bahwa pembentukan melanin mempunyai peranan penting dalam pencegahan sunburn (terbakar matahari) dan stimulasi suntan. (4;412)
Pertanyaan berkembang, bagaimana melanin terbentuk? Melanoblast adalah pigmen yang memproduksi sel, terdapat pada kulit, dan peneliti menyepakati bahwa pembentukan melanin pada melanoblast terjadi karena oksidasi dari propigmen yang tidak berwarna oleh enzim. Propigmen tersebut oleh Bloch dikatakan sebagai B 3,4-dioxyphenilalanin. Fakta ini dikenal sebagai reaksi dopa, yang memiliki reaksi penting dengan oksidasi dari deoxyphenilalanin (dopa) menjadi melanin. (4;412)
Ada teori lain tentang pigmentasi dari kulit, yang diakibatkan oleh matahari, seperti oksidasi tirosin oleh enzim tirosinase, tetapi menurut Raper, langkah pertama konversi tirosin menjadi melanin adalah dengan jalur dopa sebahai intermideate. (4;412)
Satu dari beberapa teori terbaru dan masuk akal tentang penggelapan pada kulit mengikuti:
Aksi cahaya dari panjang gelombang tertentu menyebabkan kerusakan dan destruksi dari sel duri. Destruksi ini mengeluarkan histamine sel, atau substansi yang menyerupai histamine, yang pada gilirannya akan menyebabkan edema dan iritasi dari kulit dan gejala sunburn lainnya. Secara simultan dengan pembentukan histamine, mekanisme pembentukan pigmen dimulai. Diduga, pigmentasi mengandung granul-granul melanin. (4;412)
Ada 3 mekanisme berbeda dalam proses penggelapan kulit. Respon penggelapan ini dipicu oleh eritemogenik seperti halnya sinar UV dan tampak. Penggelapan perantara dipicu oleh energi 3000 sampai 6600 Å, efisiensi maksimum terletak pada panjang gelombang 3400 sampai 3600 Å, meskipun studi terkini menunjukkan rentang maksimum antara 3600 sampai 4400 Å. Penggelapan lambat dan penggelapan nyata,atau melanogenesis, dipicu terutama oleh radiasi pada panjang gelombang 2950 sampai 3200Å, dan disebut rentang eritemal. (3;253)
Penggelapan cepat. Granul melanin yang tidak teroksidasi berada pada lapisan epidermis kulit yang dekat dengan permukaan biasa disebut sebagai fenomena Meirowsky. Pembentukan pigmen melanin berwarna coklat yang teroksidasi dipercepat dengan energi yang menyebabkan eritema dan melanogenesis. Reaksi yang sama terjadi pada kulit pucat yang dipaparkan pada sinar matahari atau radiasi UV, mengindikasikan reaksi fotokimia utama di alam. Oksidasi melanin membutuhkan suplai oksigen ke kulit, untuk itu, dihambat seluruhnya dengan memutihkan kulit dengan piringan seperempat selama radiasi. Penggelapan cepat juga dapat disebabkan oleh banyaknya eritemogenik yang terabsorbsi pada epidermis yang energinya secara parsial diradiasikan dengan panjang gelombang yang lebih besar, sekitar 3600 Å. Penggelapan cepat terjadi maksimum 1 jam setelah terpapar pada radiasi dan biasanya mulai nampak setelah dua sampai tiga jam setelah pemaparan. (3;253).
Penggelapan lambat. Dari satu sampai beberapa hari setelah pemaparan pada sinar UV, granul melanin pada sel basal dari epidermis teroksidasi dan mulai berpindah ke lapisan atas/permukaan kulit. Penggelapan lambat ini dapat mulai terjadi selama satu jam setelah pemaparan, mencapai pundak setelah 10 jam, dan kemudian pudar dengan cepat setelah 100 sampai 200 jam sejak iradiasi. (3;253)
Penggelapan sejati atau melanogenesis. Pigmen melanin timbul sebagai sel special yang ditemukan pada sel basal dari epidermis. Granul sitoplasma pada sel tersebut secara normal mengandung tirosinase yang terinhibisi. Koenzim esensial, cuproprotein, secara normal terikat pada kelompok sulfidril, mengeluarkan cupoprotein dan mengaktifkan tirosinase. Enzim yang teraktivasi, mengoksidasi asam amino, tirosin, menjadi dihidroksi tirosin (DOPA). Raper mendiskusikan reaksi DOPA dengan berbagai langkah, dan akhirnya membentuk pigmen melanin. (3; 253)
Melanogenesis dimulai sekitar 2 hari setelah pemaparan dan mencapai maksimum pada dua atau 3 minggu kemudian. Dari sel basal epidermis pigmen tersapu ke permukaan dan terbawa ke epidermis yang akhirnya mengelupas sebagai hasil proses normal. Laju pergantian kulit tidak konstan. Klarmann menyatakan bahwa pigmen terganti lebih cepat di tangan dibandingkan di perut. Pigmen ini umumnya hilang setelah 10 sampai 12 bulan. Reduksi maksimum pada kulit tersengat matahari yang sensitif terhadap UV timbul sekitar satu mingu setelah pemaparan, dan sensitivitas normal muncul sekitar 50 sampai 60 hari kemudian.(3;253)
Perlindungan terhadap Sinar Matahari
Secara alami kulit sudah berusaha melindungi dirinya beserta organ-organ di bawahnya dari bahaya sinar UV matahari antara lain dengan membentuk butir-butir pigmen kulit (melanin) yang sedikit banyak memantulkan kembali sinar matahari kulit. Jika kulit terpapar sinar matahari misalnya ketika seseorang berjemur, maka timbul 2 tipe reaksi melanin :
1. Penambahan melanin dengan cepat ke permukaan kulit.
2. Pembentukan tambahan melanin baru.
Jika pembentukan tambahan melanin itu berlebihan dan terus menerus, noda hitam pada kulit dapat terjadi. Secara artifisial ada 2 cara perlindungan kulit yaitu :
1. Perlindungan secara fisik misalnya memakai payung, topi lebar, baju lengan panjang, celana panjang, serta pemakaian bahan-bahan kimia yang melindungi kulit dengan jalan memantulkan sinar yang mengenai kulit, misalnya titan dioksida, kaolin, kalsium karbonat, magnesium karbonat, talkum, silisium dioksida dan bahan-bahan lainnya sejenis yang sering dimasukkan dalam dasar bedak (foundation).
2. Perlindungan secara kimiawi dengan memakai bahan kimia. Ada dua kelompok bahan kimia ini :
a. Bahan yang menimbulkan dan mempercepat proses penggelapan kulit (tanning) misalnya dioksi aseton dan 8 metoksi psoralen, yang dikonsumsi 2 jam sebelum berjemur. Bahan ini mempercapat pembentukan pigmen melanin di permukaan kulit.
b. Bahan yang menyerap UVB tetapi meneruskan UVA dalam kulit, misalnya Para Amino Benzoic Acid (PABA) dan derivatnya, Cinnamates, Anthranilates, Benzophenon, Digaloil Trioleate dan Petrolatum Veteriner Merah. Tapi perlu diingat bahwa PABA dan sejumlah bahan tersebut bersifat photosinsitizer yaitu jika terkena sinar matahri terik seperti halnya di negara tropis Indonesia dapat menimbulkan berbagai reaksi negatif pada kulit seperti photoalergi, phototoxic, di samping pencoklatan kulit (tanning) yang tidak disukai oleh orang Asia yang menyukai kulit berwarna putih. (2;83-83)
Satu-satunya teknik praktis dalam mencegah sengatan matahari adalah dengan membatasi pemaparan pada kulit untuk sinar EM pada rentang eritemogenik dengan dosis yang diperlukan untuk menghasilkan efek.ini dapat dilakukan dengan menghalangi paparan dengan periode waktu yang singkat karena pembatasan aktifitas individu yang menyukai kegiatan luar ruangan dan menyenangi melanisasi kulit melalui pemaparan sinar matahari. Menghindari pemaparan tidak penting karena efek pemaparan dapat dikurangi dengan penggunaan kosmetika pada kulit, mengurangi dosis radiasi eritemogenik yang mencapai kulit. Pengurangan ini dapat dicapai dengan cara memantulkan radiasi dengan menyaluti kulit atau dengan cara menyerap energi eritemogenik sebelum mencapai kulit. (3; 262)
Pada kenyataannya kulit yang tidak terlindungi dari sinar matahari tidak hanya menimbulkan efek terapi yang diinginkan tetapi juga dapat menimbulkan kulit terbakar dan selanjutnya akan terjadi pengelupasan lapisan corneal. Pada prinsipnya, masalah ini dapat diatasi dengan berbagai cara :
1. Kulit dapat diberikan lapisan pelindung sehingga tidak memungkinkan sinar UV dapat mencapainya dengan cara menyerap atau memantulkannya. Beberapa bahan yang digunakan dalam bentuk serbuk sebenarnya dapat memantulkan sinar UV dan kadang-kadang digunakan dalam sediaan tabir surya. Dalam hal ini zink oksida lebih efektif daripada titanium oksida. Sediaan ini akan lebih efektif dan digunakan pada orang-orang yang mengalami radiasi sinar UV yang berlebihan. Selama penggunaan, sediaan ini juga memiliki kekurangan. Karena selain dapat menghilangkan sinar yang berbahaya, juga dapat menghilangkan sinar yang bermanfaat.
2. Secara biologis bahan-bahan yang efektif dapat digunakan untuk mencegah gejala inflamasi tanpa mengurangi proses penyamakan. Karena reaksi kulit yang terjadi pada saat itu bersamaan dengan degradasi protein, lalu histamine dikeluarkan dari lapisan. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya inflamasi digunakan bahan-bahan antihistamin. Meskipun beberapa bahan antihistamin dapat mengurangi inflamasi, namun bahan-bahan tersebut tidak memiliki kemampuan mengikat histamine, melainkan hanya menyerap sinar UV.
Hydro-dan florokortison memiliki efek antiinflamasi yang berguna dalam merawat kulit yang terbakar tetapi penggunaan dalam sediaan tabir surya tidak direkomendasikan. Inflamasi (peningkatan sirkulasi darah, dan stimulasi ke dalam sel-sel divisi) merupakan reaksi kulit yang penting dan merupakan tahap awal penyembuhan. Kemungkinan bahwa eliminasi dari reaksi ini dengan radiasi yang berlanjut dapat menimbulkan kerusakan dari sel epidermis.
3. Bahan-bahan yang dapat atau mempercepat proses penyamakan kulit dapat digunakan. Dioksiaseton termasuk dalam type pertama : membentuk kompleks coklat dengan keratin pada lapisan corneal.
Metokxypsoralane memiliki aksi yang berbeda sekali dengan dioksiaseton. Jika pada dosis 10-20 mg digunakan secara internmal sebelum terkena sinar matahari, bahan ini dapat mempercepat proses penyamakan yang dianggap memperluas dan mencegah terbakarnya kulit pada saat yang bersamaan.
4. Kemungkinan yang terakhir adalah menggabungkan bahan-bahan dalam sediaan tabir surya yang mana dapat menyaring sinar matahari dengan meyerap sinar UV pada panjang gelombang medium (2800-3200 Å) tetapi pada panjang gelombang yang besar akan dibiarkan. Berdasarkan pengamatan hasilnya sebagai berikut :
Terjadi reduksi yang kuat dalam eritema dan edema yang dihasilkan oleh sinar matahari. Selain itu, melagonesis dan penebalan epidermis (mekanisme pertahanan kulit yang alami) juga berkurang.
Ketahanan dari sejumlah efek penyamakan setelah berjemur disebabkan oleh oksidasi dari melanin. Semua sediaan tabir surya yang modern dibuat bedasarkan prinsip ini, karena dapat melindungi kulit secara memuaskan. (1;325)
DAFTAR PUSTAKA
1. Jelineck, Stephan,1987, “Formulation and Function of Cosmetics”, Willey – Interscience, London.
2. Tranggono, Retno Iswari dan Fatimah Latifah. 2007. “Buku Pegangan Ilmu Pengtahuan Kosmetik”. PT. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta.
3. Balsam, M.S.,1989, “Cosmetics; Science and Technology”, John Willey Sons, London.
4. Michael, (1977), “ A Formulation of Cosmetic Preparation”, Chemical Publushing Co, New York
Jatropha curcas L. atau jarak pagar, adalah sebuah pohon semak atau kecil dengan tinggi sampai 5 m dan merupakan family Euphorbia. Jenis Jatropha berisi sekitar 170 spesies yang dikenal.
