紫外線の基礎知識【まとめ7選】正しく知って賢くUVケア!

青空

 

紫外線の影響というと、目に見えやすい急性の症状として日焼けが一番わかりやすいものですよね。美白を目指す女子にとって日焼けは大敵です。

 

でも紫外線の影響は急性のものだけではなく、シミ・シワなど、長い時間をかけて現れる慢性的なものもあります。

 

このページでは紫外線についての基礎知識をはじめ、人の身体への影響やその対策法をご紹介します。

 

「彼を知り、己を知れば百戦危うからず」(孫子)

 

まずは紫外線の正体を知ることから始めましょう。

 

 

太陽光・紫外線の種類と特徴

地上に届く太陽光

光のスペクトル

 

太陽から地上に届く光には“可視光線”と呼ばれる目に見える光の他に、目に見えない赤外線、そして紫外線と呼ばれる光があります。

 

可視光線はわたしたちの目には白色に見えますが、プリズム(分光器)に通すと7色の帯(スペクトル)に分かれます。この現象は1666年にニュートンが発見したもので、中学校の理科で習いましたよね。

 

この7色の帯は波長の長い順に赤・橙・黄・緑・青・藍・紫と並んでいます。最も波長の長い赤色の外側にあって、目には見えないけれども熱を感じる光が赤外線です。

 

晴れた日に太陽に当たると暖かく感じたり、洗濯物が乾いたりするのは赤外線のおかげなんですね。

 

一方、最も波長の短い紫色の外側にある目に見えない光のことを紫外線と呼びます。地上に届く太陽光線の中で、可視光線、赤外線、紫外線が占める割合は、

  • 可視光線:52.0%
  • 赤 外 線:42.0%
  • 紫 外 線:6%

となっています。

 

紫外線の種類と特徴

紫外線

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

紫外線は波長の長い方からUV-A、UV-B、UV-Cの3つに分類されます。それぞれの紫外線の特徴は次の通りです。

 

 

UV-A

UV-B

UV-C

波 長

315nm〜400nm

280nm〜315nm

100nm〜280nm

地上に

届 く

届 く

届かない

窓ガラスを

透過する

透過しない

透過しない


UV-Cは地球上空のオゾン層と呼ばれる部分で吸収されるため、地上には届きません。地上に届く紫外線はUV-AとUV-Bだということになりますね。

 

UV-Aは窓ガラスを透過するので、室内や車の運転中などでも注意が必要です。地上に届く紫外線のうち95%はUV-Aですが、UV-Bは量は少ないもののUV-Aよりも強いエネルギーを持っているので、決してあなどってはいけません。

 

 

紫外線

《紫外線の透過・散乱・反射》

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

紫外線は薄い雲なら80%以上が透過してしまいます。くもりの日でも60%、雨の日でも30%の紫外線が透過しているんです。くもりや雨の日でも紫外線対策を忘れてはいけないと言われるのはこのためなんですね。

 

また紫外線は大気中の酸素や窒素、また大気汚染物質などにぶつかると散乱しやすいという特性を持っています。わたしたちが浴びる紫外線の約半分は太陽から直接届く直射光ではなく、散乱光によるものなのです。

 

この特性があるため、直射光を避けて日陰にいたとしても50%程度しか紫外線を避けることができないんですよ。

 

さらに地面からの反射による紫外線を考えておかなければなりません。紫外線はアスファルトで10%、砂浜で25%、新雪では80%程度反射されます。

 

海水浴では太陽からの直射光の他に砂浜からの反射にも気を付けないといけませんし、紫外線は水も透過する(水深50cmで地表の40%)ので、水の中にいるから大丈夫という考えは間違いです。

 

また紫外線は高度が1,000m高くなると10%強くなります。新雪では紫外線が80%も反射されることとあわせて、スキーや雪山での登山では十分な紫外線対策が必要だと言えますね。

 

季節別・時間別の紫外線量

紫外線照射量

 

《季節別紫外線照射量と年間照射量に占める割合》

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

 

紫外線は南の地域に行く(緯度が低くなる)ほど強くなります。また1年のうちでは春から初秋(4月〜9月)にかけて強まります。(1年間の70〜80%の紫外線量が4月〜9月の間に降り注ぎます)

 

 

紫外線照射量

《時間帯別紫外線照射量と日照照射量に占める割合》

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

 

1日のうちでは10時〜14時のお昼を挟んだ数時間が紫外線の強い時間帯です。(夏では1日の約60%、冬では約70%の紫外線量が10時〜14時の間に降り注ぎます)

 

こうしたことから、特に春から初秋の10時〜14時の時間帯は、屋外での活動にはしっかりとした紫外線対策が必要だと言えるでしょう。

 

逆に紫外線対策が薄れがちなそれ以外の季節・時間であっても、紫外線が無くなるわけではないということも意識することが重要ですね。

 

紫外線の皮膚への影響とは?

皮膚の構造

皮膚の構造

 

ここまで紫外線の特徴について紹介してきましたが、ここからは紫外線がわたしたちの皮膚に与える影響についてみていきましょう。

 

皮膚はわたしたちの体の表面を覆い、体内の臓器や器官などを守っているほか、体温調節をしたり水分が失われないようにするなど、非常に重要な役割をはたしている臓器です。

 

皮膚は外側から順に表皮、真皮、皮下組織という3つの層でできています。

 

表皮は角質層、顆粒層、有棘層、基底層の4つからなり、メラニン色素を作る色素細胞(メラノサイト)や、免疫機能を担う細胞が存在しています。

 

真皮にはその大部分を占めるコラーゲンという線維組織があり、その間をヒアルロン酸などのゼリー状の組織が満たしています。これにエラスチンという線維組織が加わって、肌を支えるとともに弾力を与えています。

 

また真皮には血管や汗腺、リンパ管などが存在しています。

 

皮膚の最下層部に当たる皮下組織は大部分が皮下脂肪でできています。皮下脂肪は外部からの衝撃に対してクッションの役割を果たしたり、保温や断熱の働き、そして脂肪という形でエネルギーを蓄えるという役割も担っています。

 

皮下組織には動脈や静脈が通っていて、皮膚組織に栄養を届けたり老廃物を排出したりする役割を担っています。

 

UV-Aの皮膚への影響

UV-Aの皮膚への影響

 

地上に届く紫外線の95%を占めるUV-Aは肌の奥の真皮にまで到達します。そして、肌を支え弾力を与える役割を担っているコラーゲンやエラスチンにダメージを加え、変性させてしまいます。

 

これによって肌の弾力が失われ、シワやたるみといった肌の老化が引き起こされるわけなんですね。

 

肌の老化の実に8割が紫外線の影響によるもので、残りの2割が老化現象だと考えられているんですよ。

 

このほか、表皮にある淡色メラニン色素を酸化させて濃色のメラニン色素に変化させる(即時黒化)こともあります。

 

UV-Aは窓ガラスも透過するため、室内や車の運転中でも注意する必要がありますね。

 

UV-Bの皮膚への影響

サンバーンとサンタン

《サンバーンとサンタンの違い》

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

対するUV-Bは主として表皮にダメージを与えます。肌に炎症を起こしたり、いわゆる“日焼け”を引き起こす原因になっているのがUV-Bなんですね。

 

日焼けは皮膚が赤くなり炎症が起こるサンバーン(紅斑生成)反応と、それに続くサンタン(色素沈着)反応の総合反応のことです。

 

日光に当たって数時間後から皮膚が赤くなり、ひりひりする状態が8時間から24時間をピークに2〜3日で消えるのがサンバーンです。

 

その後にメラニン色素の沈着が始まり、皮膚が褐色になっていくのがサンタンです。

 

サンバーンはDNAが傷ついているという反応なので、繰り返すことで皮膚の老化を早めたり、将来的に皮膚がんを発症する原因にもなります。

 

UV-Bは窓ガラスを透過しないので、注意すべきは屋外での活動時ですね。

 

メラニンは悪者?

メラニン

 

メラニン=シミのもとという、悪いイメージをお持ちの方も多いのではないでしょうか?

 

紫外線などの刺激を受けることでメラニンが作られ皮膚が褐色になっていきますが、これは紫外線が皮膚の奥に入らないようにするために、黒色のメラニンが表皮に出てきて紫外線を吸収しようとするからなんです。

 

紫外線を浴びると日焼けをする(皮膚が黒くなる)のは、紫外線から肌を守ろうとする体の防御反応なですね。メラニンは紫外線を防ぐために頑張っているんですよ。

 

日焼けで黒くなった肌は、通常数ヶ月のうちにもとの肌に戻りますよね。これは肌のターンオーバー(新陳代謝)によってメラニン色素が自然に排出されるから。

 

しかし、過度のサンバーンを繰り返したり、紫外線以外のストレスや生活の乱れなどでターンオーバーが正常にできなくなると、局所的にメラニン色素が沈着したままになってシミになるんです。

 

メラニン=悪者ではなく、大量のメラニンが作られたり、メラニンが正常に排出されない体の状態を作ることがダメなんですね。

 

紫外線の目への影響とは?

眼球の構造

《目への光の波長別透過特性》

太陽紫外線と上手につきあう方法 佐々木政子編著 丸善出版

 

目に入る紫外線のうちUV-Bのほとんどは角膜で吸収されます。VU-Aは角膜を透過してさらに目の内部まで進入しますが、水晶体でそのほとんどが吸収され、網膜まで到達するUV-Aは1〜2%です。

 

紫外線の目への影響として有名なものに「雪目」があります。ゴーグルやサングラスを付けずにスキーをした時に、その時には自覚症状がないものの数時間後に激痛が起こるもので、紫外線角結膜炎という病名でよばれています。

 

また水晶体が濁る白内障も眼科の病気の中で最も多いもののひとつです。水晶体は水分とタンパク質でできていますが、長期間にわたって紫外線を浴び続けるとタンパク質が変化して濁ってきます。これが白内障です。

 

老人性白内障が増えている背景には、長寿命化による紫外線曝露の増大が主な原因ではないかと言われているんです。

 

さらに紫外線によって目の細胞がダメージを受けると、日焼けしたときと同じように脳が反応・判断し、メラニンを生成するように命令を出します。

 

これによって肌にシミができたり、すでにあったシミが濃くなったりすることもあるんですね。だから肌への紫外線対策だけではなく、目の紫外線対策も重要なんですよ。

 

日焼け止め基礎知識

SPFとPA

日焼け止めクリーム

 

日焼け止めを購入する際にはSPFやPAの数値を必ず見ると思いますが、あなたはこのSPF・PAについて正しく理解していますか?

 

SPFというのはSun Protection Factorの略で、UV-Bに対する防御効果を表しています。

 

UV-Bを浴びた肌が影響を受け始めるまでにかかる時間は約20分と言われています。SPFの数字はこの時間をどれだけ伸ばせるかというもので、例えばSPF30なら20分×30=600分、つまり10時間は日焼けを防御する効果がありますよ、ということになるわけですね。

 

SPFは2〜50の整数値で表され、SPF50よりも効果があるものはSPF50+と示されます。

 

一方PAというのはProtection Grade of UV-Aの略で、UV-Aに対する防御効果を表しています。

 

PA+〜PA++++の4段階で表され、それぞれ次のような意味があります。

  • PA+    効果がある
  • PA++   かなり効果がある
  • PA+++   非常に効果がある
  • PA++++ 効果が極めて高い

 

生活シーンに適したSPFとPAの範囲

《生活シーンに適したSPFとPAの範囲》

太陽紫外線と上手につきあう方法 佐々木政子編著 丸善出版

 

日焼け止めはいつ使うか、何をするときに使うかによって選ぶことが大切です。

 

日常生活で使う分にはPA+かPA++、SPFは15〜20程度のもので十分ですが、海水浴や炎天下でのスポーツなどではより効果の高いものを使いましょう。

 

紫外線吸収剤と紫外線散乱剤の違い

紫外線吸収剤と紫外線散乱剤

 

日焼け止めクリームには大きく分けて「紫外線吸収剤」と「紫外線散乱剤」の2種類があります。

 

紫外線吸収剤は肌の表面で紫外線を吸収し、熱エネルギーなどに変換して放出する働きをします。特徴としては、

  • 紫外線を防ぐ力が強い
  • 無色透明で白浮きしない
  • 塗り心地がなめらかで使い心地が良い
  • 防御力が高い分、肌への負担も大きい
  • 化学変化が起こるにつれ分子が壊れて紫外線防御力が弱くなるため、こまめに塗り直す必要がある

 

等があげられます。また代表的な成分として次のようなものがあります。

  • t-ブチルメトキシジベンゾイルメタン…UV-Aを吸収
  • メトキシケイヒ酸エチルヘキシル…UV-Bを吸収する
  • オキシベンゾン-3…UV-A、UV-B両方を吸収する

対して紫外線散乱剤は肌の表面で紫外線を跳ね返す働きをします。特徴としては、

  • 有機化合物ではないので肌への負担が少ない
  •   (ノンケミカルと表示されていることが多い)

  • 化学変化を起こさないので効果が長持ちする
  • 白浮きしたりベタベタするなど使用感が悪い

等があげられます。代表的な成分は、

  • 酸化チタン
  • 酸化亜鉛

 

などです。

 

一般的には日焼けをしっかり防御したい時には吸収剤配合のものを、肌への負担を軽減したい場合は散乱剤配合のものを選ぶのが良いとされています。

 

紫外線対策グッズ

帽子

帽子

《帽子のつばの長さとタイプによる顔面が浴びる太陽紫外線量の違い》

太陽紫外線と上手につきあう方法 佐々木政子編著 丸善出版

 

帽子は手軽に持ち運びできる“日陰”です。つばの長さが7cmある帽子では、キャップタイプだと60%、ハットタイプだと65%の紫外線防御効果があります。

 

つばの長さが13cmのハットタイプの場合だと、90%もの紫外線防御効果があるんですね。

 

ただし上述したように、雪面などでは紫外線は反射しやすいという特性があります。反射する紫外線は帽子では防ぐことができないので、日焼け止めとの併用など、帽子以外の対策も必要になってきます。

 

日傘

日傘

《黒い日傘と白い日傘の太陽UV-Bと日射の防御効果》

太陽紫外線と上手につきあう方法 佐々木政子編著 丸善出版

 

黒い日傘と白い日傘で紫外線防御効果の比較実験をした結果が上の図です。直進性の高い日射は日傘を使うことで90%近く防ぐことができるのが分かりますね。

 

これに対し散乱性の高い紫外線は、日傘で防ぐことができるのは50%程度にとどまります。また黒と白の色の違いによる差はほとんどないことが分かります。

 

日傘を使う目的も帽子と同様、日陰とともに行動することです。真夏の場合、日傘の第一の効用は熱中症予防、第二の効用が紫外線防御です。

 

しかしやはり帽子と同様、日傘だけでは紫外線を防ぐことができないため、日焼け止めなどとの併用で対策をしましょう。

 

サングラス

サングラス

 

サングラスは目への紫外線対策として重要です。次のような点に注意してサングラスを選びましょう。

 

@紫外線カット表示のある製品を選ぶ

サングラスは必ず紫外線カット表示のあるものを選ぶことが重要です。紫外線カット表示は「紫外線透過率」が数字で表記されています。

 

紫外線がどれだけ透過するかという数字ですから、この数字が小さいほど紫外線の透過が少ないということになりますね。

 

具体的には「紫外線透過率1.0%以下」という表示があれば、紫外線を99%以上カットするサングラスであるということになります。

 

「UV400」などの表示もありますが、これは波長400nm以下の紫外線をカットするという意味。

 

一番最初に見たように、地上に届く紫外線の波長はUV-A:315nm〜400nm、UV-B:280nm〜315nmですから、UV400は紫外線のほぼすべてをカットする機能があるということですね。

 

Aレンズの明るさは用途や天候にあわせて選ぶ

サングラスの色の濃さと紫外線カット効果は関係ありません。いくら色の濃いサングラスでも、紫外線カット表示のないものには紫外線を防御する効果はありません。

 

逆に色が濃くて紫外線カット表示のないサングラスをしていると、目は光を取り入れようと大きく瞳孔が開かれるため、かえって紫外線をたくさん取り込んでしまう結果になってしまいます。

 

海辺や雪山など太陽が照り付けるところではまぶしさの軽減も必要になるため、紫外線カット表示のあるもので色の濃いレンズが良いでしょう。

 

B顔の形状に合ったフレームを選ぶ。

これまで見てきたように紫外線は散乱光の占める割合が大きいため、フレームのすき間などからも目の中に入ってきます。

 

サングラスはできるだけ顔の形状に沿ったすき間の少ないものを選ぶようにし、状況によってはゴーグルタイプを装着することも有効です。

 

紫外線情報がわかるウェブサイト

紫外線情報がわかるウェブサイト

 

地上に到達する紫外線の強さを分かりやすく表した指標としてUVインデックスというものがあります。

 

これは紫外線の強い国・オーストラリアとニュージーランドで生まれたもので、次のように分類されています。

 

UVインデックス

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

気象庁のデータをもとに、つくば市の月別・時刻別のUVインデックスを示したものが次の図です。

 

月別・時刻別のUVインデックス

《月最大UVインデックス(観測値)の時別累年平均値グラフ》

環境省:紫外線環境保健マニュアル 2015より

 

この図を見ると4月から9月の10時から14時にかけてが、非常に紫外線の強い時間帯であることがよくわかりますね。

 

一方、現在のUVインデックスがどの程度なのかということは、気象庁や国立環境研究所の有害紫外線モニタリングネットワークのウェブサイトで公開されています。

 

こうした情報もチェックして、毎日のUVケアに役立てたいですね。

 

気象庁:紫外線情報分付図

 

国立環境研究所:有害紫外線モニタリングネットワーク

 

 

また、紫外線に関する基本的な知識をかるた形式にまとめたユニークな取り組みもあります。

 

太陽と紫外線かるた

 

お子さんと一緒に楽しく紫外線対策について学ぶことができますよ。

 

国立環境研究所:太陽と紫外線かるた

 

まとめ、そして紫外線のメリットとは?

ひまわりと太陽

 

紫外線に関する基本的な知識や対策法を紹介してきましたが、紫外線や太陽光には次のようなメリットもあります。

 

紫外線
  • ビタミンD3合成
  • カルシウムイオン吸収促進
  • 新陳代謝促進
  • 殺菌

 

可視光
  • 体内時計調節
  • 気分爽快
  • 消化液の分泌良好
  • 胃腸の働き快調

 

赤外線
  • 血行を良くする
  • 神経・筋肉の緊張緩和

 

すべての紫外線を完璧に防ぐことは不可能ですし、また紫外線の持つこうしたメリットからも、その必要はありません。

 

紫外線のリスクには帽子や日傘、サングラス、日焼け止めクリーム・日焼け止めサプリメントなどで適切な対策を取りながら、太陽光の持つメリットを上手に活用していくことが太陽・紫外線との賢いつきあい方です。

 

身近な紫外線防御指標として、上で紹介したUVインデックス情報などもぜひ活用していただき、毎日の紫外線対策に役立ててくださいね。