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  Ausgabe 1 (2009)

Dermokosmetik
Sonnenbedingte Hautschäden durch Infrarot-A-Strahlung

Neue Erkenntnisse zur Pathogenese und Prävention


Bericht von Dr. Claudia Schöllmann, Königswinter

Dass die UVA- und die UVB-Strahlung des Sonnenlichts die Haut schädigen können und die Entstehung von Hautkrebs begünstigen, ist unter Experten unstrittig. Weniger bekannt ist, dass auch der kurzwellige, nicht wärmefördernde Anteil des Infrarotlichts, das sogenannte Infrarot-A (IRA), als besonders prominenter Anteil des Sonnenlichts ebenfalls Hautschäden verursacht. Diese Schäden beruhen auf völlig anderen Pathomechanismen als die Schäden durch UV-Licht und betreffen zudem tiefere Hautschichten. Zum Schutz gegen IRA-Strahlung haben sich bestimmte Antioxidantien als nützlich erwiesen, die heute als IRA-Schutzkomplex in der apothekenexklusiven Sonnenschutzserie Ladival® enthalten sind.
Wenn es um die negativen Auswirkungen der Sonnenstrahlung auf die Haut geht, wird meist nur an UV-Strahlung gedacht. Tatsächlich betreffen jedoch über 90 Prozent der Energie des Sonnenlichtes, die auf unsere Haut trifft, nicht den UV-Bereich, sondern andere Strahlungsarten (Abbildung 1). Rund ein Drittel der Lichtenergie umfasst die IRA-Strahlung im Wellenlängenbereich von 760 bis 1400 nm. Sie fördert, wie neuere Erkenntnisse zeigen, die Alterung und die Faltenbildung der Haut (Tabelle).

Mögliche Hautveränderungen durch UV- und IR-Strahlung
UVB-Strahlung
UVA-Strahlung
IRA-Strahlung
Bleibende Bräune
Sofortpigmentierung
.
Sonnenbrand
Polymorphe
Lichtdermatosen
.
Immunsuppression
Mallorca-Akne
.
DNA-Schäden
Hautalterung
Hautalterung
.
Faltenbildung
Faltenbildung

Bei einem von der Firma STADA unterstützten wissenschaftlichen Seminar, das unter dem Vorsitz von Professor Dr. Jean Krutmann, Düsseldorf, und Professor Dr. Dr. Jürgen Lademann, Berlin, im Rahmen der 13. Jahrestagung der Gesellschaft für Dermopharmazie am 1. April 2009 in Heidelberg stattfand, wurden der aktuelle Kenntnisstand zur Pathogenese IRA-bedingter Hautschäden vorgestellt und Möglichkeiten der Prävention diskutiert.


Abbildung 1: Spektrale Aufteilung der verschiedenen Wellenlängenbereiche des Sonnenlichts (Quelle: Posselt, A. und Daniels, R., Autorenbeitrag in DermoTopics Online, Ausgabe 1/2005)

Oxidativer Stress durch
IRA in den Mitochondrien
IRA-Strahlung ist wesentlich energieärmer als ultraviolettes Licht, dringt aber im Vergleich zum UV-Licht tiefer in die Haut ein – und zwar unabhängig vom Hauttyp. Wie Professor Krutmann berichtete, penetrieren 48 Prozent der IRA-Strahlung des Sonnenlichts bis in die Dermis und 17 Prozent sogar bis in die Subkutis (Abbildung 2). Dort schädigt sie die Kollagenstruktur und beschleunigt dadurch die Hautalterung.

Interessanterweise, so Krutmann, spielen bei der IRA-bedingten Hautschädigung die Mitochondrien eine besondere Rolle. Anders als UV-Strahlung, die nur an den Zellmembranen wirkt, dringt IRA-Strahlung in die Zellen ein und bewirkt in den Mitochondrien die Bildung von aggressiven Sauerstoffspezies (freie Radikale), die ihrerseits eine „retrograde Signaltransduktion“ auslösen.

Die Signaltransduktion führt letztlich dazu, dass die Expression des Enzyms Matrixmetalloproteinase-1 (MMP-1, Kollagenase-1) gesteigert wird, was zu einem Abbau von Kollagen in der Haut und damit zur beschleunigten Hautalterung führt. Ob der IRA-induzierte erhöhte oxidative Stress auch mit einer gesteigerten Kanzerogenität assoziiert ist, ist nach Angaben von Krutmann derzeit noch unklar.

Krutmann und sein Team vom Institut für Umweltmedizinische Forschung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf beließen es jedoch nicht bei der Theorie, sondern entwickelten auch Strategien, um IRA-bedingten Hautschäden entgegenzuwirken. In einem Screeningprogramm identifizierten die Wissenschaftler eine spezielle Mischung von verschiedenen Antioxidantien mit hoher Schutzleistung gegen kurzwelliges Infrarotlicht. Dieser IRA-Schutzkomplex ist heute Bestandteil der apothekenexklusiven Sonnenschutzserie Ladival®.


Abbildung 2: IRA-Strahlung dringt im Vergleich zur UV-Strahlung tiefer in die Haut ein. In den Mitochondrien lebender Hauzellen bewirkt sie die Bildung von aggressiven Sauerstoffspezies, die ihrerseits die Expression des Kollagen abbauenden Enzyms Matrixmetalloproteinase-1 steigern und dadurch die Hautalterung beschleunigen.

IRA mindert das antioxidative
Potenzial der Haut
Antioxidantien sind Teil eines natürlichen Abwehrsystems, das den menschlichen Organismus vor oxidativem Stress schützt. Diese Substanzen, die meist über die Nahrung aufgenommen werden, sind in der Lage, entstandene freie Radikale zu neutralisieren und Zellen und Gewebe damit vor oxidativem Stress zu schützen. Auch die menschliche Haut enthält ein antioxidatives Schutzsystem, das sich insbesondere aus Karotinoiden zusammensetzt.

Die mengenmäßig bedeutsamsten Karotinoide in der Haut sind Beta-Karotin und Lycopin mit einem Gesamtanteil von 70 Prozent, sagte Professor Lademann, der an der Dermatologischen Klinik der Charité in Berlin für den Bereich der experimentellen und angewandten Hautphysiologie verantwortlich ist. Lademann und sein Team wollten herausfinden, wie sich die Bestrahlung der Haut mit IRA auf das antioxidative Potenzial des Hautgewebes auswirkt. Dazu verwendeten sie zwei nicht invasive Methoden, mit denen in der lebenden Haut die Konzentration der freien Radikale bestimmt werden kann.

Zunächst wurden gesunde Probanden über 30 Minuten mit kommerziellen IR-Bestrahlungssystemen bestrahlt. Mit Hilfe der nicht invasiven Resonanz-Raman-Spektroskopie wurde dann die Radikalbildung indirekt über die Abnahme der antioxidativ wirksamen Karotinoide Beta-Karotin und Lycopin gemessen. Dabei stellten Lademann und seine Mitarbeiter fest, dass das antioxidative Potenzial der Haut unmittelbar nach der Infrarot-Bestrahlung um 30 bis 40 Prozent absinkt.

Die Ergebnisse dieser In-vivo-Untersuchungen wurden anschließend mit In-vitro-Messungen unter Einsatz der Elektronen-Spin-Resonanz-Spektroskopie verglichen. Diese Untersuchungen wurden an einem Modellgewebe, dem Schweineohr, durchgeführt. Auch hier ergaben die Messungen, dass nach IR-Bestrahlung freie Radikale im Gewebe gebildet werden und parallel dazu das antioxidative Potenzial der Haut abnimmt.

Lademann hält es für wahrscheinlich, dass enzymatische Prozesse an der IRA-induzierten Entstehung der Sauerstoffspezies in der Haut beteiligt sind. Eine thermisch bedingte Zerstörung der hauteigenen Karotinoide könne ausgeschlossen werden, weil die Hauttemperatur durch die Bestrahlung mit Infrarotlicht nur auf maximal 42°C ansteigt. Bei dieser Temperatur bleiben die Karotinoide thermisch stabil.

Um die Haut vor oxidativen Schäden durch IRA-Strahlung zu schützen, gibt es nach Angaben Lademanns nur zwei Alternativen: eine gesunde, antioxidantienreiche Ernährung mit viel Obst und Gemüse oder eine topische Applikation von Antioxidantien im Rahmen einer effektiven Sonnenschutzstrategie. Da die erste Alternative wünschenswert ist, aber von einem Großteil der Bevölkerung nicht in ausreichendem Maße realisiert wird, hält Lademann die zweite Alternative für die naheliegendere Strategie.


Professor Dr. Jean Krutmann, Professor Dr. Dr. Jürgen Lademann und Apotheker Meinhard Gassmann (von links) informierten bei einem Seminar im Rahmen der 13. Jahrestagung der Gesellschaft für Dermopharmazie in Heidelberg über neue Erkenntnisse zur Pathogenese und Prävention von sonnenbedingten Hautschäden. Besondere Berücksichtigung fanden dabei die in tieferen Hautschichten stattfindenden Schäden durch Infrarot-A-Strahlung.

Sonnenschutzberatung
in der Apotheke
Sonnenschutz ist ein Thema, das im öffentlichen Bewusstsein einen immer höheren Stellenwert einnimmt. Der Apotheke eröffnet dieses komplexe Thema eine gute Möglichkeit, ihre Beratungskompetenz unter Beweis zu stellen und dadurch Kunden an sich zu binden. Die Beratung rund um das Thema Sonnenschutz sollte sich jedoch nicht nur auf die Vorbeugung von Sonnenbrand beschränken, sondern auch den Schutz vor Hautalterung und anderen Hautschäden einschließen, betonte Apotheker Meinhard Gassmann, Frankfurt/Main.

Eine besonders wichtige Aufgabe der Apotheke sieht Gassmann darin, die Bevölkerung über die möglichen Folgen der längerwelligen Strahlen außerhalb des UVB-Bereiches aufzuklären. So müssten die Apothekenkunden etwa darüber informiert werden, dass UVA-Strahlen nicht nur für polymorphe Lichtdermatosen und Sofortpigmentierung, sondern auch für Hautalterung und Faltenbildung mit verantwortlich seien.

Die Einhaltung der Empfehlung der EU-Kommission, wonach der UVA-Schutz eines Sonnenschutzmittels mindestens ein Drittel so hoch sein sollte wie der UVB-Schutz, sei ein wichtiger erster Schritt zur Reduzierung von Hautschäden in tieferen Hautschichten. Dies sollte dem Apothekenkunden ebenso vermittelt werden wie die Bedeutung des IRA-Schutzes.

Das präventive Potenzial eines kombinierten UV- und IRA-Schutzes könne der Apotheker nicht nur im Zusammenhang mit Sonnenschutz, sondern auch im Rahmen der allgemeinen Kosmetikberatung ansprechen. Es werde immerhin unter großem kosmetischen Aufwand versucht, Hautalterungsschäden zu beheben, die durch die Kombination von UV- und IRA-Schutz bereits in der Entstehung hätten vermieden werden können.

Abschließend gab Gassmann den Apothekern im Auditorium den Tipp, die Botschaft positiv zu formulieren, da dies nach seiner Erfahrung beim Kunden auf bessere Resonanz stößt. Das bedeutet: Nicht mit vorzeitiger Hautalterung drohen, sondern davon sprechen, dass mit dem richtigen Sonnenschutz die Haut länger jung bleibt!

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