Sonnenlicht

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Erklärung

Die Haut als primäre Barriere zwischen der Umwelt und dem Körper ist täglich der Sonnenstrahlung ausgesetzt. Ultraviolette (UV)-Strahlung macht einen Anteil von 3 - 7% des gesamten Sonnenspektrums aus und wird in der dermatologischen Photobiologie in folgende drei Spektralbereiche unterteilt: UVA (320 – 400 nm), UVB (290 – 320 nm) und UVC (200 – 290 nm). Während UVC vollständig in der Stratosphäre gefiltert wird und nicht auf die Erdoberfläche gelangt, sind der UVA- (90 - 95%) - und UVB- (5 - 10%) Anteil biologisch wirksam in der Haut [1]. UV-Licht erzeugt die meisten Radikale, gefolgt von der Bestrahlung im sichtbaren (VIS) und nahen Infrarot (NIR). Rund 60% aller Radikale werden durch UV erzeugt, die restlichen 40% aller freien Radikale werden durch VIS und NIR gebildet. VIS- und NIR-Bestrahlung dringen tiefer in die Haut ein als UV-Licht, wodurch eine erhöhte Radikal-Bildung in tieferen Hautschichten gefördert wird [2].

 

Auswirkung für die Haut

Eine zu hohe Dosis an Sonnenstrahlung führt zur Bildung von freien Radikalen (reaktive Sauerstoffspezies, ROS). ROS müssen streng kontrolliert werden, um ihre unkontrollierte Anhäufung in der Zelle zu verhindern (oxidativer Stress); andernfalls sind sie schädlich für die Stoffwechselprozesse: eine verstärkte Oxidation von Zellbestandteilen wie Membranen, Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren (Gentoxizität) kann die Folge sein und Zell- und Gewebeschäden verstärken. Im Hinblick auf die Hautphysiologie sind ROS maßgeblich an der Entstehung von Erythemen, Sonnenbrand, entzündlichen Hauterkrankungen, Immunsuppression, Hautkrebs/Tumorentstehung und vorzeitiger Hautalterung beteiligt. Trotz der großen Zahl von hautfreundlichen, UV-absorbierenden und reflektierenden Sonnenschutzmitteln steigt die Inzidenz von Hautkrebs seit Jahrzehnten national und international stark an [3].

 

Maßnahmen

Für UV-absorbierende und reflektierende Sonnenschutzmittel werden zwei verschiedene Arten von UV-Filtern verwendet: chemische und physikalische. Um dem durch Sonnenlicht (UV, VIS und NIR) induzierten oxidativen Stress entgegenzuwirken, können auch Antioxidantien aufgetragen werden.

 

Nachweismethoden der Auswirkungen

Die Elektronenspin-Resonanz (ESR)-Spektroskopie ist eine empfindliche nicht-invasive Methode zum Nachweis von Radikalbildung im Gewebe (in vivo/ex vivo), Zellen(in vitro) sowie (Körper-)-flüssigkeiten. Der Einsatz verschiedener ESR-Sonden erlaubt die Quantifizierung und Charakterisierung von Radikalen, u.a. nach Sonnenexposition.

 

Literatur

[1] J. D'Orazio, S. Jarrett, A. Amaro-Ortiz, T. Scott, UV radiation and the skin, Int J Mol Sci, 14 (2013) 12222-12248, doi: 10.3390/ijms140612222
[2] S.B. Lohan, R. Muller, S. Albrecht, K. Mink, K. Tscherch, F. Ismaeel, J. Lademann, S. Rohn, M.C. Meinke, Free radicals induced by sunlight in different spectral regions - in vivo versus ex vivo study, Exp Dermatol, 25 (2016) 380-385, DOI: 10.1111/exd.12987
[3] S. Pillai, C. Oresajo, J. Hayward, Ultraviolet radiation and skin aging: roles of reactive oxygen species, inflammation and protease activation, and strategies for prevention of inflammation-induced matrix degradation - a review, Int J Cosmet Sci, 27 (2005) 17-34, DOI: 10.1111/j.1467-2494.2004.00241.x