Wirkung auf das Erbgut und auf die Gesundheit

UV-Strahlung gehört zu den Umweltfaktoren, die – je nach Anwendungsart und Dosis – eine gesundheitsfördernde und auch eine gesundheitsschädigende Wirkung ausüben können.

Gesundheitsfördernde Wirkung von UV-Strahlung

UV-B-Strahlung fördert die Bildung des Provitamins D3. Hierfür genügt es, für etwa 15 Minuten am Tag Gesicht und Hände dem Tageslicht auszusetzen.

Möglicherweise übt Vitamin D eine protektive (schützende) Wirkung vor bestimmten Krebsarten (Darmkrebs, Brustkrebs, Prostatakrebs) aus. Allerdings ist die Datenlage hier noch zu unbefriedigend, um eine Abwägung zwischen erhöhtem Hautkrebsrisiko und vermindertem Risiko für die genannten Krebsarten zu treffen oder gar  Empfehlungen für eine UV-B-Exposition zu geben.

Eine in Bezug auf Vitamin D ausgewogene Ernährung scheint der bessere Weg zu sein. Die Internationale Krebsforschungsagentur IARC sieht hier Forschungsbedarf (Greinert 2011).

UV-Strahlung wird bei einer Reihe von Krankheiten therapeutisch eingesetzt (s. u.).

Gesundheitsschädigende Wirkungen

Zu den akuten Wirkungen der UV-Strahlung der Sonne und auch der Solarien gehören der Sonnenbrand, die Hautbräunung (Pigmentierung), Wirkungen auf das Immunsystem und phototoxische/photoallergische Reaktionen auf UV-A-Strahlung. Die wichtigsten chronischen Wirkungen sind vorzeitige Hautalterung, eine Trübung der Augenlinse (grauer Star) und Hautkrebs.

Besonders Kinder sind durch UV-Strahlung gefährdet, da ihre Haut dünner und das Immunsystem noch nicht vollständig ausgebildet ist. Die Häufigkeit von Sonnenbränden im Kindesalter wird mit einer verstärkten Ausbildung von Muttermalen in Verbindung gebracht, was wiederum im späteren Leben zu malignen (= bösartigen) Melanomen führen kann. Im Kindesalter wird bereits 3/4 der UV-Lebensdosis aufgenommen.

Sonnenbrand

Wird nicht ausreichend gebräunte Haut einer hohen UV-Exposition ausgesetzt, kommt es je nach Hauttyp mehr oder minder rasch zu einer Rötung der Haut, einem Sonnenbrand (Erythem). Die Rötung wird durch die gefäßerweiternde und durchblutungsfördernde Wirkung der UV-Strahlung verursacht. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die verschiedenen Hauttypen. 

Hauttyp	Beschreibung	Sonnenbrand	Bräunung
I (2 Prozent)	Haut: hell Haare: rötlich – blond Augen: blau, grün	immer	nie
II (12 Prozent)	Haut: hell Haare: blond – hellbraun Augen: blau, grau, braun	immer	wenig
III (78 Prozent)	Haut: hellbraun Haare: dunkelblond – braun Augen: braun	selten	gut
IV (8 Prozent)	Haut: hellbraun – mittelbraun Haare: dunkelbraun Augen: braun	kaum bis nie	immer

Quelle: SRU 1999; S. 95.

Bräunung der Haut

Bei der ersten UV-Exposition bewirkt die UV-A-Strahlung, dass das in bestimmten Zellen (Melanozyten) vorhandene Pigment “Melanin” in eine obere Schicht der Oberhaut (Epidermis) verlagert wird. Es kommt zur Sofortbräunung. Die Bräune hält jedoch nicht lange vor und bietet keinen dauerhaften Schutz vor UV-Strahlung.

Wiederholte UV-Exposition führt unter dem Einfluss der UV-B-Strahlung zur Entwicklung einer “Lichtschwiele” (einer Verdickung der Hornhaut), zur Neubildung von Pigmenten und zu einer lang andauernden Hautpigmentierung. Diese sogenannte Spätpigmentierung und die Lichtschwiele sind wichtige Schutzmechanismen der Haut vor einer weiteren Schädigung.

Einprägsam hat das Prof. E. Breitbart von der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Prävention ausgedrückt:

“Bräune ist ein Hilfeschrei der Haut”.

Phototoxische und photoallergische Hauterkrankungen

Hierbei wirken bestimmte Substanzen unter dem Einfluss von UV-Strahlung entweder direkt oder nach chemischer Aktivierung und nachfolgender Sensibilisierung als Entzündungsauslöser. Die dem UV-Licht ausgesetzte Haut reagiert mit Rötung, Schwellung, Nässen und Blasenbildung. Bekannte Auslöser dieser Reaktionen sind neben bestimmten Kosmetika (auch Parfüms und Sonnenschutzmittel) und Medikamenten auch Pflanzen (zum Beispiel die Herkulesstaude oder das Johanniskraut).

Einfluss von UV-Strahlung auf das Immunsystem

Der Einfluss der UV-Strahlung auf das Immunsystem ist vielschichtig. Es zeichnet sich immer deutlicher ab, dass insbesondere UV-B-Strahlung Immunantworten des Körpers abschwächt („lokale und systemische Immunsuppression“). Das kann zur Folge haben, dass die körpereigene Abwehr gegenüber Krebszellen und Erregern von Infektionskrankheiten verringert ist. Bekannt ist die Zunahme von Herpesvirus-Infektionen nach längerer Sonnenexposition (am Meer oder im Hochgebirge).

UV-Strahlung wird allerdings auch therapeutisch genutzt, beispielsweise zur Behandlung der Schuppenflechte und Neurodermitis.

Hautalterung durch UV-Strahlung

Durch eine intensive UV-Bestrahlung über lange Zeit kommt es zu einer vorzeitigen Hautalterung, da durch UV-Strahlung das Bindegewebe geschädigt wird. Die Haut trocknet leichter aus und die Faltenbildung wird begünstigt.

Trübung der Augenlinse

Neben kurzfristigen Schäden wie z.B. einer Entzündung der Hornhaut oder der Bindehaut (Photokonjunktivitis, auch „Schneeblindheit“ genannt) kann UV-Strahlung langfristig eine Trübung der Augenlinse bewirken.

Hautkrebs

Hauttumoren nehmen seit 30 Jahren in der hellhäutigen Bevölkerung stetig zu. 1/7 aller Tumoren entfällt auf den hellen Hautkrebs (Plattenepithel- und Basalzellenkarzinom) und auf den schwarzen Hautkrebs (malignes Melanom).

Pro Jahr nehmen die Erkrankungen am schwarzen Hautkrebs um 6 bis 7 Prozent zu, pro Jahr erkranken in Deutschland etwa 120.000 Menschen daran, ca. 2.000 sterben. Dieser Anstieg ist in einer höheren UV-Exposition durch ein verändertes Freizeit- und Sozialverhalten begründet. Gebräunte Haut gilt als Schönheitsideal. Die häufige Nutzung von Solarien verschärft diese Entwicklung zusätzlich.

Hautkrebs ist zwar bei Kindern und Jugendlichen sehr selten, doch Personen, die im frühen Kindesalter häufig Sonnenbrände erlitten haben, tragen ein besonders hohes Risiko, später an schwarzem Hautkrebs zu erkranken. Denn die UV-Exposition in der Kindheit verursacht Schäden in der Epidermis, die bei entsprechender genetischer Prädisposition zu Hautkrebs im Erwachsenenalter führen können.

Detaillierte Informationen zu Hautkrebs finden Sie auf Allum unter “Hautkrebs“.

Wie wirkt UV-Strahlung auf das Erbgut?

UV-Licht dringt je nach Wellenlängenbereich (UV-A, UV-B und UV-C) unterschiedlich tief in die Haut ein. Die kurzwelligere UV-B-Strahlung wird hauptsächlich in den oberen Hautschichten absorbiert, während die längerwelligen UV-A-Strahlen tiefer in die Haut eindringen können.

Auf welche Weise UV-Licht eine biologische Wirkung auf das Erbgut ausübt, hängt gleichfalls vom Wellenlängenbereich ab. Grob können folgende Reaktionswege unterschieden werden (nach Greinert 2011):

• Direkte Reaktion:
  Hier wird UV-B-Licht direkt von DNA-Molekülen in der Zelle absorbiert. In einer so genannten Photodimerisierungsreaktion entstehen zwei sehr UV-spezifische Reaktionsprodukte (Cyclobutan-Pyrimidin-Dimer CPD und  Pyridmidin-(6-4)-Pyrimidon, 6-4-PP). Wenn zelluläre Reparaturvorgänge versagen, können Mutationen in Tumorsuppressorgenen und Onkogenen entstehen, die bei der Entstehung von Basalzellkarzinomen (Basaliomen), Plattenepithelkarzinomen (Spinaliomen) und beim “schwarzen Hautkrebs” (malignes Melanom) eine Rolle spielen. 
• Indirekte Reaktion:
  Hier wird die Energie von UV-A-Licht auf andere zelluläre Stoffe, die in diesem Spektralbereich absorbieren, übertragen. Dazu gehören z.B. das Coenzym NADH sowie Vitamin B2 (Riboflavin). Diese können mit Sauerstoff zu “reaktiven Sauerstoffspezies” (ROS) reagieren, die ihrerseits  die Zelle (insbesondere die DNA, aber z.B. auch Membranlipide) schädigen können.

Einige Studien weisen darauf hin, dass UV-Strahlung in den ersten Schwangerschaftswochen (cave: Besuch von Sonnenstudios/Solarien!) zu erhöhtem Auftreten von Neuralrohrdefekten beim Neugeborenen führen kann.

Als Mechanismus wird eine Photolyse (= lichtbedingter Abbau) der körpereigenen Folsäure angenommen (Greinert 2011). Folsäure ist für den Neuralrohrverschluss in den ersten Schwangerschaftswochen wichtig.

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