Für uns in Deutschland lebende Menschen heisst es in den Sommermonaten wieder sonnen satt auf den Balkonen und an den Badeseen. Denn nun ist wieder die Jahreszeit angebrochen, in der die Tage in unseren Breitengraden durch den hohen Stand der Sonne zum Horizont besonders warm werden, wenn uns mal nicht diese Wolken einen Strich durch die Rechnung machen 😉
Die Hitze ist dabei das Resultat aus der ansteigenden Intensität von Lichtstrahlen, die die Erdatmosphäre bei steigendem Höhenwinkel verhältnismäßig stärker durchdringen und auf die Erdoberfläche treffen [1].

Licht hat auf den Menschen viele positive Auswirkungen. Es ist sogar als ein lebensnotwendiges Essentiell zu betrachten, das uns über die Evolution zu einem leistungsfähigen Organismus gemacht hat. Je nach Dosis, also der zeit- und intensitätsabhängigen Aufnahme von Licht, werden Stoffwechselvorgänge aktiviert, die nachhaltigen Einfluss auf unseren Körper haben. Als optisch auffälligstes Beispiel sei hier die lichtabhängige Bildung von dem Farbstoff Melanin angesprochen, welcher der Haut als eigener Lichtschutzfaktor dient [2].
Andere Beispiele sind die Bildung von Vitamin D sowie die Regulation bestimmter Hormone im Blut [3,4].
Trotz der Vielzahl an positiven Auswirkungen auf unseren Körper, kommt es aber auch zu unerwünschten Wirkungen, die von Licht ausgelöst werden und fatale Folgen haben können. Dazu zählen irreversible Zellschädigungen, die sich im schlimmsten Fall zu Melanomen in der Haut weiterentwickeln können [5].
Zum Glück hat sich aber gezeigt, dass nur die besonders energiereichen Formen des Lichts aus dem ultravioletten (UV) Bereich zu Schädigungen des genetischen Materials einer Zelle befähigt sind. Diese Tatsache erlaubt es uns nun, gezielt gegenüber Zellschädigungen auf der Haut vorzugehen, indem man diesen Lichtanteil bei Auftreffen auf die Haut abfängt und so an der Aufnahme in die Haut hindert. Hierzu haben sich Lichtfilter in Sonnencremes etabliert, die selektiv das UV-Licht entweder reflektieren (physikalische Lichtfilter) oder aufnehmen (chemische Lichtfilter) und in energiearme Wärme umwandeln können [6].

Physikalische Lichtfilter werden für die Verwendung von Sonnenschutzmitteln ein immer beliebteres Werkzeug. Das hat unter anderem mit der vergleichsweisen simplen Herstellung zu tun. Aber auch die leichte Verarbeitung in Sonnencremes bringt einige Vorteil gegenüber anderen Materialien mit sich. Anorganisches Titandioxid und Zinkoxid sind dabei die meist verwendeten Rohstoffe [7]. Diese werden als Partikelformen im nanoskaligem Größenbereich (30-40nm im Durchmesser) in die Sonnencremes eingearbeitet. Dieser Größenbereich ist für diese Rohstoffe notwendig, um einen ganzheitlichen UV-Schutz herzustellen. Hiermit wird selektiv ultraviolettes Licht bei Auftreffen auf die Partikeln reflektiert, wohingegen sichtbares und infrarotes Licht davon unberührt bleiben. Nachweislich konnte zudem bestätigt werden, dass anorganische Partikeln wie hier die physikalischen Lichtfilter die Hautbarriere aufgrund ihres physiko-chemischen Verhaltens auf der Haut keineswegs überwinden und somit auch nicht in die zellatmenden Regionen des menschlichen Organismus gelangen [8].
Es gibt Studien, die das in der Vergangenheit vermutet haben. Es hat sich allerdings gezeigt, dass sich hier die Partikeln in den Haarfollikeln abgesetzt haben und dies mit den Nachweismethoden, dem Tape-Stripping, zuerst fehlinterpretiert wurde. Dieser Irrtum konnte damit aber widerlegt legen, so dass gilt, dass eine Überwindung der Hautbarriere in die tieferen Schichten von diesen Materialien in diesem Größenbereich auszuschließen ist [9].
Ein Nachteil, den reflektierende Lichtfilter allerdings mit sich bringen, beruht auf der Gleichgewichtsverlagerung des auftreffenden Lichts in die Haut. Denn durch die Wegnahme des UV-Lichts trifft im Verhältnis mehr infrarotes Licht auf die Haut. Da nämlich auch infrarotes Licht ein erhöhtes Vorkommen von Radikalen in Zellen hervorrufen, sollte beim Kauf von Sonnencremes darauf geachtet werden, dass gleichzeitig ein Infrarot-Lichtschutz in der Formulierung vorliegt und damit ein ganzheitlicher Schutz vorausgesetzt werden kann [10].
Antioxidantien wie Vitamin C wären eine Alternative, die der vermehrten Radikalbildung entgegenwirken [11].

IMG_20150128_194347Chemische Lichtfilter wirken dagegen nach einem anderen Prinzip. Die Substanzen sind zumeist organische, niedermolekulare Verbindungen, die, aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung durch konjugierte Doppelbindungen, in der Lage sind, ultraviolettes Licht aufzunehmen und dieses in Wärme (Vibrationsenergie) und energieärmeres Licht umzuwandeln.
Bekannte Vertreter sind hier das Benzophenon-3 und seine chemisch verwandten Derivate. Die gesamte Gruppe dieser chemisch verwandten Stoffe wird seit Jahrzehnten als Sonnenschutzmittel erfolgreich eingesetzt [12].
Neuerliche Studien berichten allerdings von einer darüber hinaus aktivierenden Wirkung auf die Hormonbildung, die die Verwendung dieser chemischen Verbindungen, die Verwendung dieser chemischen Verbindungen insgesamt infrage stellen [13].
Die Ergebnisse der veröffentlichten Studie bestätigen dies zwar aus in vitro Untersuchungen, allerdings wird dieses Szenario unter diesen Voraussetzungen in vivo am Menschen unter normalen Umständen nicht eintreten. Dazu müsste die Haut stark degeneriert und kaum noch intakt sein. Sicherlich penetrieren bei Auftragen einer Sonnencreme einige wenige Moleküle des Lichtfilters bis in den Blutkreislauf. Die Konzentration im Blut ist nachweislich aber so gering, dass ein metabolischer Einfluss auf eine Hormonbildung ausgeschlossen werden kann [14]. Es gibt kaum ein effektiveres Filtersystem als die menschliche Haut. Bei intakter Funktion bleibt hier der größte Anteil an Lichtfiltersubstanzen in der unbelebten, obersten Hautschicht gefangen und wird über den Schuppenabwurf früher oder später weggetragen.

arganölWer sich aber dennoch mit den konventionell verfügbaren Lichtfiltern unsicher ist, der hat die Möglichkeit auf alternative, natürliche Lichtschutzfilter zurückzugreifen. Hier sind es vor allem Öle (Olivenöl, Kokosnussöl, Mandelöl, Erdbeeröl, Lavendelöl, Orangenöl, Sesamöl und viele mehr), die man als geeignete Sonnenschutzmittel einsetzen kann [15].
Zum Hintergrund, wieso gerade Öle ein geeigneter Lichtfilter sind, hängt eng mit der chemischen Zusammensetzung der Öle zusammen. Alle Öle haben nämlich eines gemeinsam. In allen liegen Vitamin E und diverse ungesättigte Fettsäuren vor, welche energiereiche UV-Strahlung absorbieren. Bei der Nutzung von den natürlichen Ölen ist allerdings zu beachten, dass diese keinen Schutz gegenüber UV-A Strahlung besitzen und somit in der Gesamtheit keinen vollständigen UV-Schutz darstellen. Je nach Zusammensetzung haben die aufgezählten Öle unterschiedlich starke Lichtschutzfaktoren, die sich in einem Bereich von eins bis neun erstrecken.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass ein UV-Schutz mit einem Lichtschutzfilter für uns Menschen unbedingt notwendig ist, um einer nachhaltigen Schädigung der Haut vorzubeugen. Auf welche Lichtschutzfilter man dabei zurückgreift, ist im Grunde zweitrangig.
Viel wichtiger ist es, eine ganzheitliche Schutzstrategie zu verfolgen, mit der die gesamte UV-Strahlung daran gehindert wird, in die Haut zu gelangen. IR-Lichtschutzfilter sowie antioxidative Stoffe bilden eine unterstützende Maßnahme, um der Radikalbildung in den Zellen entgegenzuwirken.

by Christoph

Christoph hat weitere spannende Artikel zu den Themen Aluminium und Fluorid für uns verfasst.

Quellen:

[1] John Strutt (1871) On the light from the sky, its polarization and colour, Philosophical Magazine 4, 41, 274-279.

[2] Slominski, A., et al. (2004) Melanin Pigmentation in Mammalian Skin and Its Hormonal Regulation, Physiol Rev, 84, 1155–1228.

[3] Haussler, M. R., et al. (1998) The Nuclear Vitamin D Receptor: Biological and Molecular Regulatory Properties Revealed JOURNAL OF BONE AND MINERAL RESEARCH, 13(3) 325-349.

[4] Slominski, A., et al. (2005) On the Role of Melatonin in Skin Physiology and Pathology, Endocrine, 27(2), 137–147.

[5] Wang S, et al. (2001) Ultraviolet A and melanoma: a review, J Am AcadDermatol, 44(5) 837–846.

[6] Rohr, M., et al. (2010) In vitro sun protection factor: still a challenge with no final answer, Skin PharmacolPhysiol, 23(4), 201-212.

[7] Nohynek, G. J., et al. (2008) Nanotechnology, cosmetics and the skin: is there a health risk?, Skin PharmacolPhysiol, 21(3), 136-149.

[8] Patzelt, A., et al. (2013), Drug delivery to hair follicles, Expert Opin Drug Deliv, 10(6), 787-797.

[9] Vogt, A., et al. (2015) Hair follicle targeting, penetration enhancement and Langerhans cell activation make cyanoacrylate skin surface stripping a promising delivery technique for transcutaneous immunization with large molecules and particle-based vaccines, ExpDermatol, 24(1), 73-75.

[10] Meinke, M. C., et al. (2013) Radical protection by differently composed creams in the UV/VIS and IR spectral ranges, PhotochemPhotobiol, 89(5), 1079-1084.

[11] Lauer, A. C., et al. (2013) Radical scavenging capacity in human skin before and after vitamin C uptake: an in vivo feasibility study using electron paramagnetic resonance spectroscopy, J Invest Dermatol, 133(4), 1102-1104.

[12] http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:342:0059:0209:de:PDF

[13] Schiffer, C., et al. (2014) Direct action of endocrine disrupting chemicals on human sperm, EMBO reports, 15(7), 758-765

[14] Janjua N. R., et al. (2008) Sunscreens inhuman plasma and urine after repeated whole-body topical application, J EurAcadDermatolVenereol, 22, 456–461

[15] Kaur C. D., et al. (2010) In vitro sun protection factor determination of herbal oils used in cosmetics, Pharmacognosy Research, 2(1), 22-25.