С этой проблемой столкнулся американский дерматолог Томас Фитцпатрик. В 1975 году он занимался лечением пациентов, страдающих псориазом, с помощью фототерапии. Пациенты получали специальный препарат, а затем дозу ультрафиолета А. Ученый полагал, что обладатели темных волос и глаз достаточно устойчивы к излучению, однако реакция некоторых из них неожиданно оказалась болезненной, т. е. доза УФ была для них слишком велика. Чтобы избежать осложнений, Фитцпатрик и его коллеги стали проводить с каждым пациентом интервью, в котором выясняли, как этот человек реагирует на солнечные лучи. Если утром в начале лета вы около часа пробудете на солнце, покраснеет ли ваша кожа? И появится ли загар в течение ближайшей недели? Исходя из ответов, Фитцпатрик стал делить пациентов на четыре категории — начиная от «всегда сгораю, никогда не загораю» (фототип I) до «никогда не сгораю, хорошо загораю» (фототип IV). Среди представителей категории I — тех, кто рассказывал грустные истории о том, как, погуляв на солнце, валялся потом в кровати несколько дней, покрытый волдырями, — преобладали пациенты с бледной кожей, светлыми или рыжими волосами, но встречались и темноволосые. Самой большой среди белых США оказалась категория III: «слегка сгораю, прилично загораю».
Позже к этим фототипам добавили еще два, для пациентов с коричневой и черной кожей. Шкалу Фитцпатрика опробовали на тысячах людей, убедились в ее удобстве и используют по сей день{2}. Конечно, подход не лишен недостатков. Во-первых, в устном интервью пациент необязательно точен, его ответы стоит проверять экспериментально. Во-вторых, оказалось, что шкала, разработанная прежде всего для европейцев, не очень годится для представителей других рас. Европейцы, азиаты, коренные американцы загорают по-разному!
Явление загара много лет тщательно изучалось, в основном в связи с проблемой рака кожи. Факт, что у представителей фототипа I по Фитцпатрику риск онкологических заболеваний кожи повышен. Как же работает загар?
Прежде всего, существуют два типа потемнения кожи. Мгновенный (быстрый) загар возникает уже после нескольких минут пребывания на солнце, пигментация достигает максимума примерно через час, а когда облучение прекращается, быстро спадает. Второй тип загара — отложенный (замедленный) проявляется через двое-трое суток после облучения и гораздо более устойчив, он может держаться неделями, а в некоторых случаях, при многократном облучении — даже месяцами{3}. Различия между этими двумя типами не только во времени появления и исчезновения. Мгновенный загар вызывается преимущественно длинной частью ультрафиолетового спектра (А). За счет чего такая скорость, ведь синтез меланина требует времени? Оказывается, новые меланосомы при мгновенном загаре не образуются, однако происходит перераспределение имеющегося пигмента. В незагорелой светлой коже меланосомы находятся преимущественно в нижних слоях эпидермиса, но в ответ на излучение устремляются вверх, к поверхности. Моделирование показало, что только за счет такого перераспределения пигмента проникновение в кожу излучения, вызывающего повреждения ДНК, может снижаться почти в 12 раз{4}. Правда, в реальности все не так радужно…
Кроме того, полагают, что под действием ультрафиолета А соединения — предшественники меланина, находящиеся в коже вне пигментных клеток, окисляются и превращаются в собственно меланин. Все это в сумме и приводит к тому, что кожа заметно темнеет{5}.
С образованием новых меланосом и увеличением содержания меланина в коже связан замедленный загар, который вызывается преимущественно ультрафиолетом со средней длиной волны (B). Показано, что при регулярном облучении кожи в течение двух с половиной недель может почти вдвое возрасти число меланоцитов, а сами пигментные клетки увеличиваются в размерах{6}. Ультрафиолет приводит к повышению уровня альфа-меланоцитстимулирующего гормона, который, в соответствии с названием, усиливает синтез пигмента, а также способствует восстановлению повреждений ДНК в самих меланоцитах.
Исследователи давно обратили внимание, что расы различаются не только цветом кожи, но и способностью к загару. Недаром шкала Фитцпатрика очень плохо работает с жителями Восточной Азии. Например, те корейцы, у которых, казалось бы, все признаки кожи I фототипа, способны к достаточно темному загару. У корейцев, которых ежедневно облучали ультрафиолетом B в медицинских целях, загар достигал максимума через пять недель, а чтобы кожа приобрела исходный бледный оттенок, требовалось от десяти недель до десяти месяцев{7}.
Специалисты даже пытались разработать отдельную шкалу, например, для японцев, но такая схема оказалась плохо применима к другим азиатским популяциям{8}. Судя по всему, для жителей Азии характерен более сильный загар, чем для европейцев. Кроме того, от солнца очень заметно темнеет кожа латиноамериканцев, хотя в этом они все же уступают монголоидам. Вообще, исследователи пришли к неожиданному выводу: чем смуглее от рождения человек, тем сильнее загар — видимо, хорошо пигментированная кожа и меланина производит больше{9}. А что у самых темнокожих людей, африканцев?
Когда-то полагали, что загар — удел светлокожих или средне-смуглых, а совсем смуглым «и так хорошо»{10}, {11}. Отнюдь! Помните пример, с которого я начал эту часть книги, — про африканца, который якобы долго пробыл на севере, поэтому побледнел? Как ни странно, в этом наивном заключении есть доля правды. Наблюдения показали, что представители популяций Западной Африки (например, йоруба), живущие в Ливерпуле, обладают существенно более светлой кожей, чем их соплеменники на исторической родине. И даже в Африке деревенские дети оказались темнее, чем их городские сверстники, посещавшие школу, — полагают, потому что последние чаще носили одежду и находились в помещении{12}. Таким образом, загар знаком и чернокожим африканцам. Да еще какой!
Ученым удалось в строгом эксперименте сравнить способность загорать представителей разных рас — европеоидов, монголоидов и негроидов. Для этого у добровольцев облучались участки кожи на спине. Перед облучением и после того, как кожа получала определенную дозу ультрафиолета (одну минимальную эритемальную, MED), несколько раз делали биопсию облученных участков, чтобы сравнить число и распределение меланосом.
Количество пигментных клеток в необлученной коже оказалось одинаковым у трех рас. Плотность меланосом в клетках у европеоидов и монголоидов тоже совпала, а вот у африканцев она оказалась ожидаемо выше — в четыре раза. Через семь дней у всех испытуемых количество меланина в коже выросло на 5–10 %. Конечно, это можно было наблюдать и невооруженным глазом, причем у азиатов облученная часть потемнела сильнее, чем у европейцев, а особенно бросались в глаза темные прямоугольники на спине африканцев — к статье прилагаются выразительные фото.
И дело, как я уже писал, не только в росте содержания меланина. Более половины пигмента поначалу сосредоточилось в самом нижнем слое эпидермиса. Через неделю меланин перераспределился, сместившись к поверхности кожи. Опять же, сильнее всего эта тенденция была выражена у африканцев. Выходит, они не только самые смуглые, но и загорают лучше всех{13}.
Эволюционная роль загара всегда виделась исследователям более-менее очевидной: раз загар возникает в ответ на ультрафиолет, значит, он защищал наших предков от вредного солнца, причем особенно выгодной способность кожи менять цвет становилась в изменчивых условиях — в областях с резкой сменой сезонов, где летом палит солнце, а зимой вы его редко увидите. Недавно американский генетик Эллен Квиллен выдвинула интересную гипотезу. Вспомним, что коренные американцы несколько выбиваются из общего ряда популяций, красиво выстраивающихся по географической широте в соответствии с их цветом кожи. Такая тенденция в Америке тоже, конечно, есть, но выражена гораздо слабее, чем в Старом Свете. Квиллен указывает, что, согласно исследованиям (которых, правда, проведено немного), американские индейцы загорают лучше, чем европеоиды, и загар держится дольше. Быть может, эволюция их предков, попавших в Америку через Аляску и достаточно светлых, пошла по оригинальному пути: в отличие от популяций Старого Света, у индейцев прогрессировала не постоянная пигментация, а способность загорать. В субтропиках, в местности с переменной облачностью или при условии, что часть жизни проходит в лесу, а часть — на открытой местности, полезно быть то темным, то светлокожим{14}.
Защитные свойства загара — вопрос, который волновал не только ученых. Особенно в свете моды на посещение солярия, которая охватила западный мир в конце XX века. «Собираешься в отпуск на солнечный курорт? Чтобы не сгореть на пляже, подготовь свою кожу в солярии», — так завлекали клиентов салоны искусственного загара. В соляриях распространение получили лампы, производящие длинноволновой ультрафиолет А, ведь он дает мгновенный загар. Вдобавок у людей с фототипом кожи III и IV для появления загара достаточно в два раза меньшей дозы ультрафиолета, чем для развития эритемы. Чем не повод для рекламы: в нашем солярии вы загораете без риска получить ожоги