Vor nicht allzu langer Zeit dachten Leute wie meine Tante Muriel, Sonnenbrand sei ein notwendiges Übel auf dem Weg zu einer „guten Basisbräune“. Sie pflegte das Babyöl aufzutragen, während sie einen großen Reflektor zum Abbacken benutzte. Tante Muriels Mantra, als das unvermeidliche Brennen und Schälen auftauchte: Schönheit hat ihren Preis.
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Hatte sie jemals Recht mit diesem Preis - aber er war viel höher als jeder von uns damals. Was die Sonnenabhängigen damals nicht wussten, war, dass wir unsere Haut auf Schäden an ihren Strukturproteinen und an der DNA vorbereiten. Hallo, Falten, Leberflecken und Krebs. Egal, wo Ihr Teint auf die Fitzpatrick-Hauttypskala fällt, UV-Strahlung (UV) von der Sonne oder Sonnenbänke schädigen Ihre Haut.
Das Erkennen der Risiken, die UV-Strahlen mit sich bringen, hat Wissenschaftler motiviert, zu untersuchen, was in unseren Zellen vor sich geht, wenn sie in der Sonne stehen - und moderne Wege zu finden, um diese Schäden abzuwehren.
UV-Licht, das unsere Haut beeinflusst, hat eine kürzere Wellenlänge als die Teile des elektromagnetischen Spektrums, die wir sehen können. (Induktivlast, NASA, CC BY-SA) **********
Sonnenlicht besteht aus Energiepaketen, die Photonen genannt werden. Die sichtbaren Farben, die wir mit dem Auge sehen können, sind für unsere Haut relativ harmlos. Es sind die ultravioletten (UV) Lichtphotonen der Sonne, die Hautschäden verursachen können. UV-Licht kann in zwei Kategorien unterteilt werden: UVA (im Wellenlängenbereich von 320 bis 400 Nanometer) und UVB (im Wellenlängenbereich von 280 bis 320 nm).
Unsere Haut enthält Moleküle, die perfekt strukturiert sind, um die Energie von UVA- und UVB-Photonen zu absorbieren. Dies versetzt das Molekül in einen energetisch angeregten Zustand. Und wie das Sprichwort sagt, muss das, was hoch geht, runterkommen. Diese Moleküle reagieren chemisch, um ihre gewonnene Energie freizusetzen - und das hat in der Haut biologische Konsequenzen.
Interessanterweise galten einige dieser Effekte als hilfreiche Anpassungen - obwohl wir sie jetzt als Schadensformen erkennen. Das Bräunen ist auf die Produktion von zusätzlichem Melaninpigment zurückzuführen, das durch UVA-Strahlen induziert wird. Sonneneinstrahlung aktiviert auch das natürliche Antioxidansnetzwerk der Haut, das hochzerstörerische reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und freie Radikale deaktiviert. Wenn diese Option nicht aktiviert wird, kann dies zu Zellschäden und oxidativem Stress in der Haut führen.
Wir wissen auch, dass UVA-Licht tiefer in die Haut eindringt als UVB und ein Strukturprotein namens Kollagen zerstört. Durch den Abbau von Kollagen verliert unsere Haut ihre Elastizität und Geschmeidigkeit, was zu Falten führt. UVA ist für viele der sichtbaren Zeichen der Hautalterung verantwortlich, während UVB-Licht als Hauptquelle für Sonnenbrand gilt. Denken Sie an „A“ zum Altern und an „B“ zum Brennen.
DNA selbst kann sowohl UVA- als auch UVB-Strahlen absorbieren und Mutationen verursachen, die, wenn sie nicht repariert werden, zu Nicht-Melanomen (Basalzellkarzinom, Plattenepithelkarzinom) oder Melanom-Hautkrebs führen können. Andere Hautmoleküle leiten die absorbierte UV-Energie an hochreaktive ROS und freie Radikale weiter. Der resultierende oxidative Stress kann das eingebaute Antioxidansnetzwerk der Haut überlasten und Zellschäden verursachen. ROS kann mit DNA reagieren, Mutationen bilden und mit Kollagen zu Falten führen. Sie können auch die Signalwege der Zellen und die Genexpression unterbrechen.
Das Endergebnis all dieser Fotoreaktionen ist ein Fotoschaden, der sich im Laufe eines Lebens durch wiederholte Belichtung ansammelt. Und - das kann man nicht genug betonen - das gilt für alle Hauttypen, von Typ I (wie Nicole Kidman) bis Typ VI (wie Jennifer Hudson). Unabhängig davon, wie viel Melanin wir in unserer Haut haben, können wir UV-induzierte Hautkrebserkrankungen entwickeln, und wir alle werden irgendwann die Anzeichen einer photoinduzierten Alterung im Spiegel sehen.
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Die gute Nachricht ist natürlich, dass das Risiko für Hautkrebs und die sichtbaren Zeichen des Alterns minimiert werden können, indem eine übermäßige Exposition gegenüber UV-Strahlung verhindert wird. Wenn Sie der Sonne nicht gänzlich ausweichen können, haben die heutigen Sonnenschutzmittel Ihren Rücken (und den Rest Ihrer Haut auch).
Sonnenschutzmittel verwenden UV-Filter: Moleküle, die speziell entwickelt wurden, um die Menge der UV-Strahlen, die durch die Hautoberfläche gelangen, zu verringern. Ein Film dieser Moleküle bildet eine Schutzbarriere, die UV-Photonen entweder absorbiert (chemische Filter) oder reflektiert (physikalische Blocker), bevor sie von unserer DNA und anderen reaktiven Molekülen, die tiefer in der Haut liegen, absorbiert werden können.
In den USA regelt die Food and Drug Administration Sonnenschutzmittel als Arzneimittel. Da wir uns historisch am meisten mit dem Schutz vor Sonnenbrand befasst haben, sind 14 Moleküle, die sonnenbrandinduzierende UVB-Strahlen blockieren, für die Verwendung zugelassen. Dass es in den USA nur zwei UVA-blockierende Moleküle gibt - Avobenzon, ein chemischer Filter; und Zinkoxid, ein physikalischer Blocker - ist ein Beweis für unser neueres Verständnis, dass UVA nicht nur Sonnenbräune, sondern auch Probleme verursacht.
Die FDA hat auch strenge Kennzeichnungsanforderungen erlassen - am offensichtlichsten in Bezug auf SPF (Sonnenschutzfaktor). Auf Etiketten seit 1971 gibt SPF die relative Zeit an, die eine Person benötigt, um durch UVB-Strahlung einen Sonnenbrand zu bekommen. Wenn beispielsweise das Brennen in der Regel 10 Minuten dauert, sollte ein Sonnenschutzmittel mit Lichtschutzfaktor 30 bei richtiger Anwendung 30-mal so viel bieten - 300 Minuten Schutz vor Sonnenbrand.
"Richtig verwendet" ist der Schlüsselbegriff. Untersuchungen haben ergeben, dass eine Unze oder im Grunde genommen eine Menge Sonnenschutzmittel in der Größe eines Schnapsglases benötigt wird, um die exponierten Bereiche des durchschnittlichen erwachsenen Körpers zu bedecken, und eine Menge in der Größe von Nickel für Gesicht und Hals (mehr oder weniger, abhängig von Ihrem Körper) Körpergröße). Die Mehrheit der Menschen wendet zwischen einem Viertel und der Hälfte der empfohlenen Mengen an, wodurch die Haut einem Sonnenbrand- und Lichtschadenrisiko ausgesetzt ist.
Darüber hinaus nimmt die Sonnenschutzwirkung im Wasser oder beim Schwitzen ab. Um den Verbrauchern zu helfen, fordert die FDA jetzt Sonnenschutzmittel mit der Bezeichnung „wasserbeständig“ oder „sehr wasserbeständig“, die bis zu 40 Minuten bzw. 80 Minuten im Wasser halten. Die American Academy of Dermatology und andere medizinische Fachkreise empfehlen eine erneute Anwendung sofort nach jedem Wassersport. Die allgemeine Faustregel lautet, etwa alle zwei Stunden und mit Sicherheit nach Wassersport oder Schwitzen erneut aufzutragen.
In den USA reguliert die FDA Sonnenschutzmittel, die den Verbrauchern zur Verfügung stehen. (Sheila Fitzgerald über Shutterstock.com) Um hohe SPF-Werte zu erzielen, werden mehrere UVB-UV-Filter zu einer Formulierung kombiniert, die auf den von der FDA festgelegten Sicherheitsstandards basiert. Der Lichtschutzfaktor berücksichtigt jedoch nicht den UVA-Schutz. Damit ein Sonnenschutzmittel einen Anspruch auf UVA- und UVB-Schutz erhebt und als „Breitspektrum“ gekennzeichnet ist, muss es den Breitspektrum-Test der FDA bestehen, bei dem das Sonnenschutzmittel mit einer großen Dosis UVB- und UVA-Licht behandelt wird, bevor seine Wirksamkeit getestet wird.
Dieser Vorbestrahlungsschritt wurde in den FDA-Richtlinien für die Kennzeichnung von Sonnenschutzmitteln für 2012 festgelegt und erkennt wichtige Aspekte von UV-Filtern an: Einige können photolabil sein, dh sie können sich unter UV-Bestrahlung zersetzen. Das bekannteste Beispiel könnte PABA sein. Dieses UVB-absorbierende Molekül wird heutzutage nur noch selten in Sonnenschutzmitteln verwendet, da es Photoprodukte bildet, die bei einigen Menschen eine allergische Reaktion auslösen.
Wirklich zum Tragen kam der Broad Spectrum Test jedoch erst, als das UVA-absorbierende Molekül Avobenzon auf den Markt kam. Avobenzon kann mit Octinoxat, einem starken und weit verbreiteten UVB-Absorber, auf eine Weise interagieren, die Avobenzon weniger wirksam gegen UVA-Photonen macht. Der UVB-Filter Octocrylen hingegen stabilisiert Avobenzon und hält in seiner UVA-absorbierenden Form länger. Zusätzlich können Sie auf einigen Sonnenschutzetiketten das Molekül Ethylhexylmethoxycrylen erkennen. Es hilft, Avobenzon auch in Gegenwart von Octinoxat zu stabilisieren, und schützt uns länger vor UVA-Strahlen.
Das nächste Ziel bei der Innovation von Sonnenschutzmitteln ist die Erweiterung ihrer Mission. Da selbst die Sonnenschutzmittel mit dem höchsten Lichtschutzfaktor nicht 100 Prozent der UV-Strahlen blockieren, kann die Zugabe von Antioxidantien eine zweite Schutzlinie darstellen, wenn die natürliche antioxidative Abwehr der Haut überlastet ist. Zu den antioxidativen Inhaltsstoffen, mit denen meine Kollegen und ich gearbeitet haben, gehören Tocopheralacetat (Vitamin E), Natriumascorbylphosophat (Vitamin C) und DESM. Und Sonnenschutzforscher beginnen zu untersuchen, ob die Absorption anderer Lichtfarben wie Infrarot durch Hautmoleküle eine Rolle bei Lichtschäden spielt.
Nach wie vor wissen wir mit Sicherheit, dass der Schutz unserer DNA vor UV-Schäden für Menschen jeder Farbe ein Synonym für die Vorbeugung von Hautkrebs ist. Die Skin Cancer Foundation, die American Cancer Society und die American Academy of Dermatology heben hervor, dass die regelmäßige Anwendung von Sonnenschutzmitteln mit einem Lichtschutzfaktor von 15 oder höher Sonnenbrand verhindert und das Risiko für Krebserkrankungen ohne Melanom um 40 Prozent und Melanom um 50 Prozent senkt.
Wir können es immer noch genießen, in der Sonne zu sein. Anders als meine Tante Muriel und wir Kinder in den 1980er Jahren müssen wir nur die verfügbaren Ressourcen nutzen, von langen Ärmeln über Schatten bis hin zu Sonnenschutzmitteln, um die Moleküle in unserer Haut, insbesondere unsere DNA, vor UV-Schäden zu schützen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Kerry Hanson, Forschungschemiker, University of California, Riverside
