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  • Ivaylo Ivanov
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  • 22.04.2014

Biochemie für Einsteiger – Sonnenstrahlen

Beim Thema Sonnenstrahlen teilen sich die Meinungen. Die einen halten UV-Strahlung für gesund, die anderen weisen auf eine erhöhte Krebsgefahr hin. Was stimmt nun?

 

Frau mit Sonnenschutzcreme - Foto: Fotolia/Dmitrijs Dmitrijevs

Die Themen Sonne, Sonnenschutz, Vitamin D und Hautkrebs haben in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen. Zwar werden sie in der Vorklinik in dieser Form überwiegend nicht geprüft, es handelt sich dennoch um äußerst wichtige Inhalte, die leider sehr oft mißverstanden werden oder gar nicht bekannt sind. In diesem Artikel gehe ich auf die Strahlen der Sonne sowie auf ein paar damit verbundenen Irrtümern ein.

Fangen wir mit ein bisschen Physik an: Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) wird so bezeichnet, da sie sich unmittelbar vor dem Bereich, der vom menschlichen Auge als violett wahrgenommen wird, befindet, also „jenseits von violett“. (Infrarotes Licht heißt demnach so, weil es im Spektrum nach der Farbe Rot vorkommt.) Als UV-Strahlung werden also Wellen bezeichnet, die in Bezug auf die Wellenlänge kürzer als violettes Licht, aber länger als Röntgenstrahlung sind. Dieser Bereich wird aus medizinischer Sicht in drei Bereiche geordnet: UV-C-Strahlen (100-280 nm), UV-B-Strahlen (280-315 nm), UV-A-Strahlen (315- 80 nm).

 

UV-C-Strahlen

Mit UV-C-Strahlen (100 - 280 nm, also die kürzesten) möchten wir uns lediglich ganz kurz beschäftigen. Sie sind nicht wirklich relevant, da sie nahezu komplett von der Ozonschicht absorbiert werden und uns zum größten Teil nicht erreichen. Die Tatsache, dass Proteine und Nukleinsäuren (aus denen wir Menschen hauptsächlich bestehen) bei UV-C-Wellenlängen (ca. 260-280 nm) am besten absorbieren, können wir uns gut zunutze machen. Da das UV-C-Licht Bakterien, Viren und Keime abgetötet, wird es gern zur Wasserreinigung verwendet. Würde das Ozonloch größer werden, wäre dies aber auch eine zunehmende Gefahr, denn aus dem oben genannten Grund sind UV-C-Strahlen für Menschen besonders gefährlich.

 

UV-B-Strahlen

UV-B-Strahlen sind für Sonnenbrände und das schmerzhafte Röten der Haut verantwortlich. Eine Merkhilfe ist: B wie Brand (b like burn). Sie schaden also der oberen Hautschicht (Epidermis), dringen jedoch nicht tiefer ein, da sie zu kurz dafür sind. Da UV-B-Strahlung hauptsächlich an der Entstehung von Hautkrebs (Basalzellkarzinom und Plattenepithelkarzinom) beteiligt ist und am intensivsten zwischen 10 und 16 Uhr auftritt, wird empfohlen, sich im Sommer zu dieser Uhrzeit nur im Schatten aufzuhalten. UV-B-Strahlung ist an bewölkten Tagen ohne Sonnenschein reduziert, sodass prozentual weniger davon die Erde erreicht. Die Strahlung penetriert Glas außerdem nicht wesentlich, deswegen kann man zu Hause oder im Auto keinen Sonnenbrand bekommen.

Ein wissenswerter Fakt für die Biochemie-Prüfung ist, dass Vitamin D in der Haut unter UV-B-Einwirkung (und nicht UV-A oder UV-C) synthetisiert wird. Da es aber UV-B-Strahlen nur bei Sonnenschein gibt, trägt ein Spaziergang im Winter bei Bewölkung nicht zur Produktion von Vitamin D bei, sondern nur zur vorzeitigen Hautalterung (s.u. UV-A).

An dieser Stelle möchte ich außerdem noch einen sehr verbreiteten Mythos beseitigen. Die Sonne ist insofern gesund, weil sie unter den oben erklärten Bedingungen die körpereigene Vitamin-D-Synthese stimuliert. Auf der anderen Seite ist es sehr unverantwortlich, ungeschützt in die pralle Sonne zu gehen, weil man „mehr Vitamin D haben“ möchte. Dies wird leider sehr häufig als plausible Ausrede verwendet, wenn man auf Schutzkleidung, Sonnenbrille, Hut und Sonnenschutz verzichten will. Leider ist die Realität komplizierter, als man denkt. Es stimmt auf der einen Seite schon, dass ein großer Anteil der Bevölkerung in Deutschland Vitamin-D-Mangel hat. Auf der anderen Seite ist der (ausschließliche) Grund dafür keineswegs das Benutzen von Produkten mit UV-Filtern, denn nur die wenigstens Personen benützen diese. Um sicher zu sein, ob man unter Vitamin-D-Mangel leidet, sollte man seinen Vitamin-D-Spiegel beim Hausarzt testen lassen.

Ein anderes Problem stellen Sonnenstudios dar. Viele meinen, dass die UV-Strahlung dort „ungefährlicher“ als die von der Sonne sei. Das stimmt jedoch nicht. Dieser Irrtum ist aber nachvollziehbar, da die Sonnenbank viel weniger (in manchen Studios sogar gar keine mehr) UV-B- als UV-A- Strahlung abstrahlt, damit möglichst keine Sonnenbrände (UV-B), sondern eher eine Bräunung (UV-A) der Haut entsteht. Da wir uns aber hier wissenschaftlichen Tatsachen bedienen, gilt: Künstliche Bräunung in Sonnenstudios ist ein nachgewiesenes Karzinogen (Krebsverursacher) für Menschen. Die Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation, WHO) unterscheidet zwischen vier Gruppen in Bezug auf die Karzinogenität eines Faktors:

Gruppe 4 – Nicht karzinogen

Gruppe 3 – Möglich karzinogen

Gruppe 2 – Wahrscheinlich karzinogen

Gruppe 1 – Tatsächlich karzinogen

Künstliche Bräunung in Sonnenstudios zählt zu Gruppe 1. Ich betone an dieser Stelle, dass es sich bei der WHO selbstverständlich um eine anerkannte und streng wissenschaftliche Organisation handelt und nicht um wage Vermutungen oder Spekulationen ohne Hintergrund! Im Jahr 2013 wurde eine Studie veröffentlicht, an der ca. 500.000 Menschen aus unterschiedlichen Kontinenten teilnahmen. Es stellte sich eine klare Korrelation zwischen Hautkrebs (Basalzellkarzinom und Melanom) und Exposition zu künstlichem UV-Licht in Sonnenstudios heraus. Die Ergebnisse sprechen für sich. Deswegen sagen viele Dermatologen, dass die einzige Form von gesunder Hautbräunung aus der Flasche (Autobronzant) kommt.  

Häufig begründet man außerdem, dass UV-Exposition gesund sein muss, weil sie zum Beispiel bei der Behandlung von Psoriasis oder Neurodermatitis eingesetzt wird. Dies ist natürlich eine etwas verkehrte „Logik“. Nur weil Antibiotika bei der Behandlung von bakteriellen Krankheiten eingesetzt wird, heißt das ja auch nicht, dass wir täglich Erythromycin zu uns nehmen sollten.  

 

UV-A-Strahlung

UV-A-Strahlen sind die längsten im UV-Spektrum, mit 315 bis 380 nm. (Man unterteilt sie in UV-A1- und UV-A2-Strahlen, in Abhängigkeit der Wellenlänge.) Früher glaubte man, dass diese UV-Strahlung unbedenklich sei, denn äußerlich wird auf den ersten Blick die Haut nicht geschädigt. UV-A-Exposition ist außerdem keineswegs mit (wahrnehmbaren) Schmerzen verbunden. Da jedoch UV-A-Strahlen die längsten im UV-Spektrum sind, dringen sie tiefer als UV-B-Strahlen in die Haut ein, sie erreichen die Dermis und verursachen, ebenfalls wie UV-B-Strahlen, DNA-Mutationen, da sie die normale Struktur der DNA-Stränge „kaputt machen“ und auf diese Weise freie Radikale erzeugen.

Mehr zum Thema freie Radikale im Artikel Antioxidantien

UV-A-Strahlen denaturieren außerdem die in der Dermis enthaltenen Kollagene. Da gesundes Kollagen (und Elastin) für das faltenlose, jugendliche Aussehen der Haut zuständig ist, altert die Haut dadurch. Dies nennt man vorzeitige Hautalterung (premature photoaging), nach der medizinischen Nomenklatur Dermatoheliosis, derma – Haut, helios – Sonne. Dies ist mit der Entstehung von Falten und feinen Linien, hängender Haut, Hyperpigmentierung („Altersflecken“), matter – im Sinne von ledriger – Haut etc. verbunden.

Wissenschaftler gehen heute davon aus, dass ca. 80 bis 90 % der sichtbaren Altersspuren der Haut auf die ungeschützte Aussetzung in der Sonne zurückzuführen sind. Eine bemerkenswerte Zahl! Wenn man also regelmäßig Sonnenschutz verwendet, ist es absolut möglich und eigentlich normal, im Alter von 40 oder 50 Jahren noch schöne und faltenfreie Haut zu haben.  

Ich werde sehr oft gefragt, warum ich an kalten Wintertagen, an denen die Sonne kaum oder gar nicht zu sehen ist, oder bei Regen nicht auf Sonnenschutz verzichte. Es stimmt zum einen, dass UV-B-Strahlung (Stichwort Sonnenbrand) in solchen Situation so gut wie keine Gefahr darstellt. Da geht man teilweise zurecht von einem geringeren Hautkrebsrisiko aus. Man spricht von einem so genannten niedrigen UV-Index, da die UV-B-Strahlung weniger intensiv ist. Dieser wird in absoluten Zahlen angegeben (0, 1, 2 etc.) und ist im Allgemeinen ein Hinweis dafür, wie hoch an einem bestimmten Tag die Gefahr ist, zu verbrennen, denn UV-B-Strahlen verursachen Sonnenbrand. So ist bei Indecies 0 bis 2 offiziell „kein Schutz erforderlich“, von 3 bis 5 muss man Hut, lange Kleidung, Sonnenbrille und Sonnencreme benutzen etc. Dies ist eine gute Orientierung, aber leider heutzutage etwas veraltet. Denn es stimmt zwar schon, dass UV-B-Strahlung am stärksten karzinogen (krebserzeugend) wirkt, UV-A-Strahlen sind aber auch daran beteiligt, da sie ebenfalls die benötigten Energie haben, um DNA-Moleküle zu beschädigen und somit Mutationen zu erzeugen! Darum sollte immer ein Sonnenschutz verwendet werden!

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