氧化应激在黑色素合成过程中发挥了重要作用。紫外线、可见光等外源性因素可以导致皮肤氧化应激的出现，并且通过不同的反应通路最终导致黑色素的产生，引起皮肤色沉。防晒霜能够帮助肌肤抵御紫外线，但是目前仍然缺乏能够帮助肌肤抵御可见光的防护剂。
9月初，Amanda F.Nahhas等发表评论文章介绍了皮肤变黑的过程，可见光及紫外线诱发变黑的机制与氧化应激的关系。同时，文章讨论了内在机制和旁分泌等因素对于黑色素细胞对紫外线反应的影响，了解这些机制和它们在紫外线引起色沉的作用对于明确抗氧化剂的作用靶点有着重要的意义。
分散到表皮的黑色素是人皮肤中天然的防护屏障，能够帮助皮肤抵御紫外线的损伤；同时黑色素是不透光的物质，同样能够减少可见光在皮肤中的渗透。不仅如此，黑色素能够发挥抗氧化的效果，帮助捕获自由基。但是黄褐斑、炎症后色素沉着等色素性皮肤病主要发生在有色人种，即使合理的使用防晒霜，紫外线仍然会显著加重部分患者的皮肤色沉。目前AAD（American Academy of Dermatology）对于光防护的意见包括：日常行为（呆在阴凉处、穿戴有光保护的衣物、墨镜）以及每日使用SPF30+的防晒霜。美国FDA规定所有的广谱防晒霜主要的吸收峰值至少应在370nm，然而长波UVA1（340-400nm）以及可见光（390-700nm，尤其是蓝光）近年来被发现对于皮肤色沉的产生具有重要的作用，目前仅有一些非微粒化的不透明的防晒剂能够帮助抵御可见光，但是这种影响外观的防护剂并不能被消费者接受，尤其是肤色较深的人群。这也催生了对于可见光及紫外线防护剂的研发与探索。
当皮肤遇到紫外线和可见光之后，黑色素开始分阶段的合成。紫外线引起的光生物学反应包括：即刻性黑化（immediate pigment darkening, IPD）、24h内产生的持续性黑化（persistent pigment darkening, PPD）和5-7天内出现的延迟性色素沉着（delayed tanning，DT）。IPD，往往是短暂可逆的，以灰褐色为主，继发于角质形成细胞中的黑色素小体的重新分布以及已经存在于黑色素小体中的黑色素在紫外线及可见光暴露后引起的光氧化后。IPD消退迅速，往往在2h内，但如果有持续的紫外线（320-400nm）或者可见光可以进展到PPD。PPD可能持续长达24h并且继发于从黑色素细胞向角质形成细胞转移的、存在于基底层的非黑素化的黑色素小体中的无色黑色素前体。角质形成细胞也参与到PPD的形成中，因为它们可以含有大量包含黑色素前体的黑色素小体，同时含有聚合化的黑色素。在IPD和PPD过程中没有新黑色素合成。
而DT可以持续数周甚至数月。对于个别人群，PPD可以融合形成DT。在光化学反应之后引起一连串的级联反应导致新生黑色素产生，最终可以观察到DT，这本身就是一个高度氧化的过程。在UVB暴露之后，DT是其诱导的主要的可见黑化的阶段，而IPD和PPD也可以由UVB引起，但往往并不显著，同时很可能被表面红斑所掩盖。显然，氧化应激参与到色沉产生的每一个环节，而IPD、PPD和DT的严重程度差异受到遗传易感性的影响，尤其在深色皮肤中。
酪氨酸酶是黑色素合成中的限速酶，通过氧化还原反应将多巴醌转化为多巴色素，然后自发性脱羧产生二羟基吲哚，再被氧化成吲哚醌或者二羟基吲哚羧酸（经酪氨酸酶相关蛋白2（TRP2）互变异构形成），接着二羟基吲哚羧酸被转化为相应的醌。TRP2通过增加谷胱甘肽水平来抑制这些醌的毒性作用以及自由基诱发的DNA损伤。吲哚类化合物的转化产生了氧自由基，这些反应性醌通过聚合化形成棕色/黑色的真黑色素。在半胱氨酸存在的情况下，酪氨酸酶可以和多巴醌反应生成2-或5-半胱氨酸多巴醌，进而氧化成苯并噻嗪衍生物，产生可溶性的褐黑素。因此，可以将黑色素分为三类：褐黑素和两种真黑色素（深棕/黑DHI黑色素以及浅棕色DHICA黑色素）。天然的真黑色素中，DHICA黑色素占据了更高比例。和DHI黑色素相比，DHICA黑色素可以减少可见光的吸收，同时增加抗氧化能力。人体皮肤的颜色主要由这三种色素共同决定，其中真黑色素直接决定了皮肤色素沉着的明显程度。
众所周知，UVA辐射，特别是UVA1（340-400nm）引起的色素沉着和氧化应激比UVB（290-320nm）辐射引起的更加明显，而这往往和剧烈的氧化应激有关。与VL相比，UVR激发产生的ROS其产生的2.3倍。大多数关于光照后继发色素沉着的研究都来自于评估UVR诱导的色素沉着过度的研究。只有少数的研究关注VL诱导色素沉着的机制，氧化应激目前被认为在其中起着重要的作用。在可见光整个光谱到近红外辐射的波长范围内的辐射可以导致自由基的产生。研究发现波长较短的VL在生物学上更明显地诱导皮肤色素沉着，并且VL诱导的色素沉着相较于UVA或UVB诱导的色沉来的更加明显和持久。可见光能够刺激酪氨酸酶和多巴色素互变异构酶形成蛋白质复合物进而持续放大的酪氨酸酶活性，导致尤其是皮肤光分型为III-VI的皮肤出现明显的色沉。
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最新学术参考资料
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/phpp.12423
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