Du bleu de méthylène dans une crème solaire. Quels avantages ?

Crédit : Jen / Flickr-Creative Commons

Une crème anti-âge contenant du bleu de méthylène est commercialisée depuis le printemps 2022.1 Elle protège également du Soleil… mais pas de crainte à avoir : ce composé est en proportion trop faible pour que les adeptes de la bronzette prennent une allure de Schtroumpf ! Quels sont les avantages du bleu de méthylène – colorant “ancestral” bien connu par ailleurs – par rapport aux filtres UV couramment utilisés dans les crèmes solaires ? Avant de répondre à cette question, examinons comment la (photo)chimie intervient dans les effets du Soleil sur la peau et dans la protection de celle-ci par les crèmes solaires.

L’interaction Soleil-peau : bénéfices/risques

Les UV ne représentent qu’une faible partie du rayonnement solaire qui atteint la surface terrestre mais leurs effets sur la peau sont importants, à la fois bénéfiques et néfastes. Les effets bénéfiques sont, d’une part, la production de vitamine D nécessaire à la fixation du calcium dans les os (pour éviter le rachitisme),2 et d’autre part, la production de mélanines3, pigments brun-noir qui protègent la peau contre les UV. Cependant, ces dernières sont en quantité trop faible pour préserver les peaux claires.

Quant aux effets néfastes, ils proviennent des rayonnements UVA (320-400 nm) et de 5 à 10 % des UVB (280-320 nm). En effet, plus de 90 % des UVB et les UVC (100-280 nm) sont absorbés par la couche d’ozone stratosphérique. Les UVA sont responsables d’une production excessive d’espèces réactives de l’oxygène (ERO)4 (en anglais : reactive oxygen species, ROS) dans la peau. Les effets délétères sur les cellules de la peau et sur le tissu conjonctif qui les entoure se traduisent par les signes physiques du photovieillissement prématuré : les rides et la réduction de l'élasticité de la peau en sont des exemples. Et les coups de soleil ? Ce sont les UVB qui en sont à l’origine ; en outre, ils provoquent des lésions/mutations de l'ADN dans les cellules du derme et sont donc susceptibles d’induire des cancers cutanés (carcinomes, mélanomes…). En conséquence, la protection de la peau à l’aide de crèmes écrans est absolument indispensable. Examinons leur composition.

Que contiennent les crèmes solaires ?

Les crèmes solaires sont à base de substances minérales ou organiques jouant le rôle de filtres.5

• Les filtres minéraux

Ces filtres sont principalement constitués de dioxyde de titane (TiO2) ou d’oxyde de zinc (ZnO) qui absorbent les UVA et les UVB (Fig. 1). La lumière visible n’est pas absorbée par ces pigments mais renvoyée par réflexion diffuse avec une efficacité d’autant plus grande que la différence d’indice de réfraction entre les grains d’oxyde et la matrice organique servant de liant est grande. Ces indices sont : 2,6 pour TiO2, 2,1 pour ZnO, et de l’ordre de 1,5 pour la matrice. Le revers de la médaille est l’apparence blanche de la peau enduite d’une telle crème. Pour pallier cet inconvénient esthétique, deux solutions : réduire la taille des particules, mais alors l’efficacité de la diffusion diminue ainsi que l’absorption des UV, ou bien diminuer l’indice de réfraction du liant.

Fig. 1. Schéma illustrant le principe des crèmes solaires. Les filtres minéraux à base d’oxydes de titane et de zinc absorbent les UV A et les UV B, et diffusent la lumière visible. Les filtres organiques sont en général constitués de plusieurs composés absorbant à des longueurs d’ondes différentes dans le domaine des UV A et UV B. © Bernard Valeur

• Les filtres organiques

Ces filtres contiennent divers composés organiques aromatiques sélectionnés pour leur absorption dans l’UV : les benzophénones (ex. : oxybenzone), les PABAs (acide para-aminobenzoïque et ses esters), les esters cinnamiques, les salicylates, etc.6 La bande principale d’absorption de la plupart de ces composés ne couvre qu’une partie du domaine des UVA et UVB. C’est pourquoi plusieurs d’entre eux sont généralement présents simultanément (Fig. 1). Comme ils pénètrent dans l’épiderme – contrairement aux oxydes des filtres minéraux –, ils peuvent induire des allergies. En outre, sous l’action de la lumière, certains composés sont susceptibles de produire des radicaux libres ayant possiblement des effets carcinogènes. Enfin, l’efficacité de la crème diminue au cours du temps en raison de la photodégradation des substances organiques. Il est donc nécessaire de renouveler périodiquement l’application.

Les dangers de l’oxybenzone

La plupart des crèmes solaires (plus de 80 %) contiennent de l’oxybenzone ou ses dérivés parce que les spectres d’absorption de ces composés sont larges et couvrent les domaines des UVA et des UVB. L’oxybenzone n'est pas considérée comme photostable et, bien que les preuves scientifiques manquent encore, on suspecte des effets indésirables cancérigènes et endocriniens.

En outre, ces composés ont un impact négatif sur l’environnement car ils diffusent dans les mers et les océans via les baigneurs enduits de ces écrans solaires ou par le biais des effluents d'eaux usées. Les conséquences sont néfastes sur les écosystèmes marins. En particulier, les coraux, déjà fragilisés par l’évolution du climat, sont sévèrement affectés : l’oxybenzone provoque une sensibilité accrue au blanchiment,7 des dommages à l'ADN, une croissance anormale du squelette (via une perturbation endocrinienne) et des déformations grossières.

Dans un article paru dans Science en mai 2022, William Mitch, de l’Université de Stanford, et ses collègues ont élucidé le mécanisme par lequel l’oxybenzone devient toxique pour les écosystèmes marins.8 Bien que l'oxybenzone elle-même protège contre la photo-oxydation induite par les UV, les chercheurs ont montré qu’au sein des coraux et des anémones, ce composé se lie à des sucres : il se forme des conjugués oxybenzone-glucoside qui sont de puissants photo-oxydants. Les études ont montré que la mortalité est corrélée aux concentrations de ces conjugués dans le cytoplasme.

C’est pourquoi la liste des pays où l’usage de l’oxybenzone est interdit s’allonge. Doit-on alors privilégier les filtres physiques ? Certes, mais les traces blanches découragent nombre d’utilisateurs. Alors quel composé pourrait remplacer l’oxybenzone ? Le bleu de méthylène, répond Can Kao de l’Université du Maryland.9 Voyons pourquoi.

Le bleu de méthylène est-il la panacée ?

Certains se souviennent des badigeons au bleu de méthylène10 pour soigner les maux de gorge ! Ce composé très ancien (sa première synthèse remonte à 1876) est un médicament dont l’usage perdure dans les traitements cliniques de la méthémoglobinémie, de la malaria, de la vasoplégie, du choc septique, de la maladie d'Alzheimer, etc. En outre, il possède d’excellentes propriétés anti-oxydantes qui ont conduit à son utilisation dans les soins de la peau pour lutter contre le vieillissement cellulaire,11 mais aussi pour stimuler la production de fibres cutanées telles que le collagène et l'élastine, et améliorer l'hydratation de la peau.

Concernant la protection contre les UV, l’équipe dirigée par Can Kao9 a montré que le bleu de méthylène absorbe plus efficacement les UVB que l’oxybenzone mais moins fortement les UVA. De plus, il piège plus efficacement les espèces réactives de l’oxygène que l’oxybenzone, la vitamine A et la vitamine C dans les cellules. Enfin, dans une étude précédente, les chercheurs avaient montré que le bleu de méthylène activait les processus de réparation de l’ADN au sein des cellules.11

Qu’en est-il de l’effet du bleu de méthylène sur les écosystèmes marins ? Précisons tout d’abord que ce composé est couramment utilisé comme supplément aquacole pour traiter les poissons blessés ou malades. Ses propriétés en tant que transporteur d'oxygène permettent de traiter des intoxications au cyanure et au nitrite que subissent les poissons d'aquarium. Can Kao et ses collègues ont montré que le bleu de méthylène n’affecte pas la santé des coraux contrairement à l’oxybenzone (Fig. 2).9 Cependant, d’autres expériences devront être entreprises pour généraliser l’absence de toxicité du bleu de méthylène à tous les écosystèmes marins.

Fig. 2. Images de colonies de coraux se développant sur une base en pierre dans l'eau de mer. En haut : avant l’ajout de composés chimiques (jour 0). En bas : au septième jour après deux ajouts d’oxybenzone ou de bleu de méthylène au premier jour et au troisième jour (quantité ajoutée : 1 micromole par litre à chaque fois). Les flèches rouges indiquent la mort des coraux au septième jour dans l'expérience impliquant l’oxybenzone. Adaptation de la figure 5 de l’article cité en référence 9.

En conclusion, le bleu de méthylène présente de nombreux avantages par rapport à l’oxybenzone, ce qui justifie l’agrément de l’administration américaine (FDA : Food and Drug Administration) en vue de son usage dans les crèmes pour le soin de la peau et la protection contre les UV. Espérons que l’interdiction de l’usage de l’oxybenzone se généralisera rapidement.

Références et notes

1Une crème à base de bleu de méthylène est commercialisée sous le nom de Bluelene par les laboratoires Mblue labs.

2Les rayons ultraviolets UVB transforment le 7-hydrocholestérol (présent dans le plasma sanguin) en provitamine-D3 qui est ensuite convertie en vitamine D3 (cholécalciférol) lors du réchauffement de la peau par les rayons du Soleil. La vitamine D3 est transportée via le sang jusqu’au foie par une protéine (DBP) où elle est transformée en calcitriol (évalué lors des analyses de sang).

3Les mélanines sont des pigments produits dans l’épiderme par des cellules appelées mélanocytes. Cette classe de pigments comporte deux types : l’eumélanine et la phéomélanine. Chaque type existe sous diverses formes offrant des teintes du brun au noir pour l’eumélanine, et du brun-rouge à l’orangé pour la phéomélanine. Des facteurs génétiques et l’exposition au soleil conditionnent la quantité de pigments produits et leurs proportions relatives.

Voir le billet du 26.10.2018, “ Pourquoi la couleur de la peau humaine présente-t-elle une si grande diversité ?”

4Le dysfonctionnement du métabolisme de l’oxygène génère un excès d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) : il s’agit de radicaux libres (tels que OH, O2•–, RO2) et d’espèces non radicalaires (telles que H2O2, RO2H). Toutes ces espèces – surtout les radicalaires – créent des dommages oxydatifs sur les macromolécules biologiques (ADN, lipides, protéines), ce qui peut perturber considérablement la machinerie cellulaire. Le stress oxydatif est impliqué dans de nombreuses pathologies (athérosclérose, diabète, maladies neurodégénératives, cancers...) et dans le processus de vieillissement.

Pour en savoir plus : M. Gardès-Albert et al., “Espèces réactives de l’oxygène : comment l’oxygène peut-il devenir toxique”, L’Actualité chimique, n° 270, nov.-déc. 2003, pp. 91-96.

5Produit de protection solaire - Wikipedia

6Exemples de composés organiques entrant dans la composition des crèmes solaires en tant que filtres UV.

7R. Danovaro et al., “Sunscreens cause coral bleaching by promoting viral infections”, Environmental Health Perspectives, vol. 116, pp. 441–447, 2008. DOI:10.1289/ehp.10966

8D. Vuckovic et al., “Conversion of oxybenzone sunscreen to phototoxic glucoside conjugates by sea anemones and corals”, Science, vol. 376(6593), pp. 644-648, 2022.DOI: 10.1126/science.abn2600

9Z. M. Xiong et al., “Ultraviolet radiation protection potentials of methylene blue for human skin and coral reef health”, Scientific Reports, vol. 11, 10871, 2021. https://www.nature.com/articles/s41598-021-89970-2

10Formule du bleu de méthylène :

11Z. M. Xiong et al., “Anti-aging potentials of methylene blue for human skin longevity”, Scientific Reports, vol. 7, pp. 1–12, 2017.

À lire également :

C. Couteau, L. Coiffard, “Ma crème solaire est-elle plus dangereuse que le soleil ?”, The Conversation, 10 juin 2021.

S. Gabros et al., “Sunscreens and photoprotection”, StatPearls Publishing, 2022.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537164/

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