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Rayonnement solaire : aspects fondamentaux - 01/05/22

Solar radiation: Fundamental aspects

Doi : 10.1016/j.fander.2022.01.002 
J.-C. Beani
 163, chemin Sainte-Claire, 38340 Voreppe, France 

Résumé

La lumière est constituée de radiations électromagnétiques (Rem), décrites selon deux théories complémentaires : ondulatoire, définie par la longueur d’onde (Lo) (exprimée en nanomètres) et corpusculaire, caractérisée par un grain d’énergie (exprimée en Joule [J] ou en électronvolt [Ev]) appelé photon. Le soleil émet un rayonnement polychromatique et continu s’étendant des rayons cosmiques aux ondes radios ; cette émission est filtrée par la traversée atmosphérique, en particulier la couche d’ozone qui arrête les radiations les plus nocives. Le spectre terrestre ne comporte ainsi que les ultraviolets (UV) B et A, le visible et une partie des infrarouges (IR). Parmi les UVA, les plus longs d’entre eux, dits UVA 1, sont les plus biologiquement actifs. L’index UV permet de manière simple et compréhensible d’informer sur l’intensité d’une exposition solaire. L’absorption de la lumière par certaines molécules de la peau (chromophores) déclenche des réactions photochimiques directes, altérant la structure du chromophore, et des réactions photosensibilisées, à l’origine de la production d’espèces réactives d’oxygène (EOR), agressives pour les constituants majeurs des cellules, qualifiant le stress oxydant induit par les photons où la phaeomélanine paraît avoir une place cruciale. L’acide désoxyribonucléique (ADN) est l’objet à la fois de lésions directes (dimères pyrimidiques de type cyclobutane [CPD]) et de dommages oxydatifs, essentiellement sur la guanine sous l’effet tant des UVA que des UVB ; celles induites par les UVA sont différentes dans le kératinocyte et le mélanocyte (Mc). L’acide urocanique est aussi un chromophore direct important par son rôle dans la photo-immunosuppression. Ces dommages moléculaires induisent sur les différentes cellules cutanées des effets complexes ; leur mécanisme intime devrait à terme bénéficier des connaissances nouvelles de biologie cellulaire. Se conjuguant entre elles, ces réponses cellulaires conduisent aux effets biologiques et cliniques du soleil sur la peau.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

Light is made up of electromagnetic radiation (Rem), described according to two complementary theories: undulatory, defined by the wavelength (Lo) (expressed in nanometres) and corpuscular, characterised by a grain of energy (expressed in Joule [J] or electronvolt [Ev]) called a photon. The sun emits continuous polychromatic radiation ranging from cosmic rays to radio waves; this emission is filtered by atmospheric penetration, in particular the ozone layer which stops the most harmful radiation. The terrestrial spectrum thus comprises only ultraviolet (UV) B and A, the visible and part of the infrared (IR). Of the UVA rays, the longest, known as UVA 1, are the most biologically active. The UV index is a simple and understandable way of providing information on the intensity of sun exposure. The absorption of light by certain skin molecules (chromophores) triggers direct photochemical reactions, altering the structure of the chromophore, and photosensitised reactions, leading to the production of reactive oxygen species (ROS), which are aggressive for the major constituents of the cells, qualifying the oxidative stress induced by photons, in which pheomelanin appears to have a crucial role. Deoxyribonucleic acid (DNA) is the object of both direct lesions (cyclobutane-type pyrimidine dimers [CPD]) and oxidative damage, essentially on guanine under the effect of both UVA and UVB; those induced by UVA are different in the keratinocyte and the melanocyte (Mc). Urocanic acid is also an important direct chromophore through its role in photoimmunosuppression. These molecular damages induce complex effects on the different skin cells; their intimate mechanism should eventually benefit from new knowledge of cell biology. Together, these cellular responses lead to the biological and clinical effects of the sun on the skin.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : Spectre solaire, Ultraviolets, Photochimie, Chromophores, Espèces réactives d’oxygène, Stress oxydant, ADN

Keywords : Solar spectrum, Ultraviolet, Photochemistry, Chromophores, Reactive oxygen species, Oxidative stress, DNA


Plan


 Cet article est paru initialement dans l’EMC (Elsevier Masson SAS, Paris), EMC  Cosmétologie et Dermatologie esthétique 2019;14(1):1–10 [Article 50-020-B-40]. Nous remercions la rédaction de l’EMC  Cosmétologie et Dermatologie esthétique pour son aimable autorisation de reproduction.


© 2022  Publié par Elsevier Masson SAS.
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