Güneşten gelen ışık, dalga boylarına göre kozmik enerji, ultraviyole (UV), gama ve X radyasyonlarından oluşmaktadır. Bu kompleks ışınımın canlılar üzerindeki biyolojik etkisi, hücreler tarafından emilmesi (absorbe edilmesi) ile ilişkilidir.

Hücrelerin absorbsiyon sonrası, ışınım kompleksinin her bir parçasına verdikleri yanıt farklı olmakla birlikte, hormonsal (ACTH, beta endorfin, D vitamini gibi), nitrik oksit ve karbon monoksit oluşumu gibi pozitif etkilere neden olmaktadır. Bunun dışında, dokuda serbest oksijen radikalleri (ROS), hücreler arası destek dokusunu yıkan matris metallopeptidazların (MMP'ler) aktivasyonu, dokuda inflamasyona neden olan sitokinlerin sentezi gibi negatif etkilere de neden olmaktadır.

Teknoloji ve dijital çağ ile birlikte artık ışık kaynağımız sadece güneş değil, yapay ışık kaynaklarımız da var. Bunlar sıklıkla aydınlatma amaçlı kullanılan görünür ışık kaynaklarıdır. Güneş dışında gündüz hatta geceleri bu yapay ışık kaynaklarına da maruz kalıyoruz. Bunlar başlangıçta klasik lambalar iken floresan ve en son LED lambalar olarak hızla çeşitlendi. Maruz kalınan ışık kaynakları sadece aydınlatma ürünleri değil; laptoplar, masaüstü (desktop) ekranları, tabletler, televizyonlar, akıllı telefonlar gibi cihazlardır. Bunlar ile birlikte maruz kalınan görünür ışınım maruziyeti yoğunluğu ve sıklığı daha fazla artmaya başladı. Tüm elektronik cihazlar temelde çevrelerine ışınım yaymaktadır (UV, görünür ışık ve infrared gibi); bu durum "elektronik cihaz kaynaklı ışık" (EDGL) olarak tanımlanmaktadır.

Güneş kaynaklı UV ve infraredin büyük bir kısmı dünya atmosferi tarafından (özellikle ozon tabakası) tutulmakta (absorbe olmakta). Yeryüzüne ulaşabilen oranlar ise UVC (100-290 nm) %0, UVB (290-320 nm) %0.1, UVA (321-400 nm) %5, görünür ışık (400-700 nm) %39-45 ve infrared (700-1440 nm) %40'dır.

UVB ve UVA yoğunluğu; yeryüzü yüksekliğine (yüksek irtifalarda daha fazla), mevsime (yazın daha fazla), ekvatora olan uzaklığa (ekvatora yaklaştıkça daha fazla), ozon tabakasının inceldiği coğrafi alanlara ve gündüz saatlerine (11.00-15.00 saatleri arasında en yoğun) bağlı olarak değişmektedir. UVA camdan geçebilirken, cam UVB’yi %100 engellemektedir. Bu nedenle kapalı ortamlarda UVB çok düşükken, UVA yoğunluğu sadece azalmaktadır. UVB deriye ulaştığında %70 oranında epidermisin en üst katmanı olan stratum korneum tarafından absorbe olmakta, %20'si epidermis tarafından absorbe olurken, ancak %10'luk kısmı dermisin üst tabakalarına ulaşabilmektedir. UVA'nın ise büyük bir kısmı epidermis tarafından absorbe olmakta ancak %20-30 bölümü derin dermise kadar ulaşmaktadır.

Deride UV’nin pigmentasyon yapma etkisi cm²'ye ulaşan enerji ile ilişkilidir. Deride cm²'de 1-5 J UV erken pigmentasyona neden olmakta (immediate pigment darkening - IPD), cm²'de 5 J üzerinde ise uzun süren pigmentasyona neden olmaktadır (persistent pigment darkening - PPD).

Derinin kronik ve kontrolsüz UV maruziyeti; derinin erken yaşlanması, pigment düzensizlikleri, kuruluğu, deri savunma sisteminin zayıflaması ve cilt kanserleri ile sonuçlanmaktadır. Ancak deride sentezlenen D vitamini için UVB gerekli olduğu unutulmamalıdır.

Elektromanyetik spektrumunun görünür ışık bölümü (Visible Light - VL), insan gözünün algılayabildiği 400-780  nm aralığını kapsamaktadır. Günümüze kadar deri ve insan biyolojisi üzerinde ultraviyole ve infrared (IR) etkisi tartışılırken, VL etkinliği göz ardı edildi. Artık VL'nin deride eritem (kızarıklık), lekelenmeler (pigmentasyon), ısı ve serbest oksijen radikalleri üzerinden doku hasarı yaparak derinin yaşlanma sürecinde etkili olduğunu biliyoruz. Hatta güneş kaynaklı solar ürtiker, kronik güneş hasarının neden olduğu cilt problemleri (chronic actinic dermatitis), porfirialar, güneş kaynaklı kaşıntı (actinic prurigo), derinin ışık reaksiyonları (polymorphic light eruption) gibi ışık kaynaklı toksik ve alerjik deri hastalıklarından VL'nin de sorumlu olduğu düşünülmektedir.

Görünür ışığın melanin konsantrasyonunu artırdığı ve bazal tabakadan daha üst katmanlara dağılımını yeniden düzenlediği gösterilmiştir. Bu etkisi UV’nin derideki etkisine çok benzemektedir. Ayrıca görünür ışık, dermisin en derin katmanlarına kadar ulaşarak burada ısıya neden olmaktadır. Görünür ışık ile UV benzer mekanizmalar ile deride erken pigmentasyona (IPD) neden olmakta, geç ve kalıcı pigmentasyon (PPD) etkisi de var ancak bu UV’nin PPD etkisinin 25'te biri kadardır. Bu özelliği ile melasma gibi deri pigmentasyon düzensizliklerinde görünür ışık önem kazanmaktadır.

Görünür ışık, deride hücreler arası hidrojen peroksit üzerinden serbest oksijen radikallerinin (ROS) artmasına neden olmaktadır. ROS, hücreler arası destek dokusunun yıkımını sağlayan MMP enzimlerini aktive etmekte, ayrıca deride inflamasyonda rol oynayan IL-1 alfa, IL-6 ve IL-8 gibi sitokinleri aktive etmektedir. İnflamasyon sitokinlerinden olan TNF- alfa üzerinde bir etkisi gösterilememiştir. Ayrıca deri hücrelerinin DNA hasarı yapmadıkları saptanmıştır. Bu özellikleri nedeni ile son yıllarda fototerapi amaçlı UV’ler yerine atopik dermatit, ekzemada kullanımı gündeme gelmiştir.

Özellikle yüksek enerjili VL'lerin (high energy VL - HEVL), mavi ışık gibi, deri üzerinde biyolojik etkilerinin daha yüksek olduğu ve 380-500  nm dalga boyunda mavi ışığın deri pigmentasyonunda artırıcı etkisi gösterilmiştir. 630 nm dalga boyundaki VL’nin mavi ışık bölümü pigmentasyonda etkili değildir.

VL’nin özellikle koyu tenlilerde yoğun ve uzun süren eritem ve pigmentasyona neden olduğu ileri sürülmüştür. VL’nin bu etkilerinin UVA1 ile sinerjik bir etkinliğe sahip olduğu düşünülmektedir.

Son yıllarda pigmentasyon tedavileri (melasma gibi) sırasında VL'ye karşı koruma içeren güneşten koruyucuların kullanımı epidermal melanin ve dermal mast hücre içeriğini azalttığını göstermektedir.

UV ve VL dışında diğer bir ışınım infrareddir. IR dalga boyuna göre IRA (760-1400  nm, IRB (1400-3000 nm) ve IRC (3000 nm) olarak tanımlanmaktadır. Aslında güneş kaynaklı solar enerjinin yeryüzüne ulaşan kısmının %40’ı IR ışınımdır. Bunun enerjisi ısı olarak iletilir ve hissedilir. Bu nedenle IR deriye ulaştığında deride ısıya neden olmakta, deri ısısını 40 derece üzerine çıkarmaktadır (özellikle IRB ve IRC). IR’nin %30’u dermise kadar ulaşabilmektedir. IR dermiste mast hücrelerinin sayısını artırmakta, bunları aktive etmektedir. Deriye uzun süreli IR maruz kalınmasının "eritema ab igne" gibi patolojik değişimlere neden olduğunu biliyoruz. Ayrıca IR deride erken yaşlanma sürecinden de sorumlu tutulmaktadır. IR, deri hücrelerinin (keratinositlerin) çoğalmasını baskılayarak epidermal kalınlığı azaltmaktadır. Bunu rapamisin (mTORC1) aktivasyonu ile sağlamaktadır.

Yapay ışık kaynaklı ışınım sıklıkla görünür ışığın en kısa dalga boyundaki mavi bölümdeki dalga boylarına sahiptir. Kısa dalga boyları ile yüksek enerjiye sahiptir. Bu nedenle yüksek enerjili ışıklar (HEV light/ high energy visible light) olarak da tanımlanırlar ve 400-490 nm dalga boyuna sahiptirler. Gözde retinal etki ile sirkadiyen vücut ritminden sorumlu olduklarını biliyoruz. Ancak son yıllarda deride serbest oksijen radikalleri ROS oranlarını artırdıkları, deri hücrelerinde hasara neden oldukları, nitrik oksit yapımı üzerinden deride kan dolaşımını artırdıkları, pigment artışına neden oldukları hatta erken deri yaşlanmasından da sorumlu olabilecekleri gösterilmiştir. Yapılan çalışmalarda IR ya da mavi ışığın bu olumsuz etkileri için kaynak ile deri mesafesinin 1 cm'den kısa olması gerektiği gösterilmiştir. Bu nedenle belki de laptop, televizyon, iç mekân aydınlatmalarından daha çok tehlikeli olan akıllı telefonların ekranlarıdır.

Yakın zamanda yapılan bir çalışmada karanlık ortamlarda akıllı telefon ekran yüzeyi temasında olduğu yüz deri yüzeyinde "Staphylococcus aureus" kolonizasyonunda artışlar gözlenmiştir. Akıllı telefonların sıklıkla 2-3  mm'den daha yakın ve 300 dakikadan daha uzun süre yüz derisi ile temasları gösterilmiştir. "Staphylococcus aureus", akne ve atopik dermatit gibi cilt hastalıklarının klinik alevlenmelerinde rol oynamaktadır.

Mavi ışığın deride hücrelerin çoğalma ve farklılaşmasını azalttıkları, pigmentasyonu ve deri yaşlanmasını artırdıkları, deri doğal bariyer sistemini olumsuz yönde değiştirdikleri gösterildiğinden beri mavi ışığın akne, psoriasis ve atopik dermatitiste kullanımı tartışmalı hâle gelmiştir. Bu hastalıklarda kullanımı için öncelikle deride karotenoidlerin konsantrasyonunun artırılması gerektiği gösterilmiştir.

Akıllı telefonların fotoğraf çekimlerinde kullanılan LED flaşların bile deride ROS seviyesini artırdığı gösterilmiştir. Mavi ışığa karşı deride en iyi korunmayı B3 vitamini ve "Scenedesmus rubescens" mikro alglerinden elde edilen ekstratlar sağlamaktadır.

Bu tüm gelişmeler ile birlikte güneşten korunma ve güneşten koruyucu içerikleri tekrar tartışılmaya başlandı. Günümüze kadar kullanılan güneşten koruyucular daha çok UVA ve UVB filtreleri içermekteydi. Özellikle pigmentasyon problemi olan kişilerde konvansiyonel güneşten koruyucuların yeterli olacağını düşünürken, VL’nin önemi ile başka kavramlar ve içeriklere ihtiyaç duyulmaya başlandı. Aslında konvansiyonel güneşten UVA ve VL'ye karşı iyi bir koruma sağlamaktadır. Demir oksit, kozmetik kapatıcılar ve güneşten koruyucular içerisinde en yaygın kullanılan renklendiricidir. Renkli sunblock’lar, BB, CC ve DD cilt bakım ürünlerinin içeriğinde vardır.

Özellikle çinko oksit ve titanyum dioksit gibi inorganik kimyasallar içeren güneşten koruyucular deriye uygulandığında, UVR'yi absorbe ederek, yansıtarak ya da yayılımını sağlayarak deriyi UVR'ye karşı korumaktadır. Bu özelliklerini, bunların partikül boyutları belirlemektedir. Bunların partikülleri ne kadar büyük ise deri yüzeyinde kalma ve yansıtma özellikleri o kadar fazla iken, partikülleri ne kadar küçük ise deri tarafından emilmekte ve absorbsiyon özellikleri daha fazla olmaktadır. Bunların partikülleri büyük formları deri yüzeyinde kalmakta ve UVR dışında VL üzerinde de etkili olmaktadır. Ancak partiküler yapı büyüdükçe ve deri yüzeyinde daha fazla kaldıkça, sürüldüğünde deri yüzeyinde daha fazla beyaz renkte ürün kalmaktadır. Bu da günlük kullanımda bir olumsuzluk olarak kullanıcılar tarafından algılanmaktadır.

Opak ve renkli güneşten koruyucular VL için koruma sağlayabilmektedir.

VL'nin önemi ile birlikte güneşten koruyucularda SPF ve PA dışında "Görünür ışık koruma faktörü" (Solar visible light protection factor; PF-VIS) değeri de tanımlanmıştır. Örneğin, güneşten koruyucularda yeteri kadar demir oksit var ise PF-VIS değeri 3'ün üzerinde tanımlanmaktadır. PF-VIS değerinin 2'nin üzerinde olması VL'ye karşı %60'ın üzerinde koruma sağlamaktadır. Ancak burada ürünün SPF değeri ile PF-VIS değeri arasında korelasyon yoktur; yani ne kadar yüksek SPF değeri o kadar yüksek PF-VIS anlamına gelmemektedir. PF-VIS ürün içerisindeki demir oksit varlığı ile ilişkilidir.

Güneşten koruyucuların özellikle pigment düzensizliklerinde kullanıldıkları düşünüldüğünde, UVR koruma değerleri için yeni iki tanım kullanılmaktadır: Pigmentasyonda UVA'ya karşı koruma faktörü (Pigment factor UVA; PF-UVA) ve Pigmentasyona karşı koruma faktörü (Pigment protection factor; PPF). PPF'de eğer ürün içeriğinde demir oksit yeteri kadar varsa, bu 7'nin üzerinde kabul edilmektedir. Eğer demir oksit yetersiz ise 5'ten düşük olarak tanımlanmaktadır.