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Sonne und Haut - Medizinische Aspekte des «Feuers»

Die Haut setzt sich lichtmikroskopisch aus drei Schichten zusammen, nämlich aus der Epidermis, der Dermis und der Subkutis. Die äusserste Schicht, die Epidermis, ist ein mehrschichtiges Epithel, bestehend vorwiegend aus Keratinozyten, die im Laufe der terminalen Differenzierung (Basalzelle, Stachelzelle, Körnerzelle, Hornzelle) ihre Gestalt wandeln und schliesslich als kernlose Zellfragmente die sehr resistente Hornschicht bilden.

Melanozyten, in der Basalzellschicht der Epidermis zu finden, bilden das Hautpigment Melanin, welches sie an die Stachelzellen abgeben. Ebenfalls in der Epidermis lokalisiert sind die Langerhans-Zellen. Diese stammen aus dem Knochenmark und spielen eine wichtige Rolle bei der Immunreaktion der Haut. Unter der Epidermis, getrennt durch eine dünne Lamelle, die Basalmembran, liegt die Dermis oder Lederhaut, bestehend aus Bindegewebsfasern (vorwiegend Kollagen), verschiedenen Zellen (Bindegewebszellen, Gewebsmakrophagen, Mastzellen), Gefässen und Nervenfasern. Unterhalb der Dermis liegt das subkutane Gewebe, das vor allem aus Fettgewebe besteht. Zu den Funktionen der Haut gehören der Schutz vor mechanischen und chemischen Einwirkungen, der Schutz vor Infektionen und die Temperaturregulierung. Daneben spielt die Haut eine wichtige Rolle bei immunologischen Prozessen und schützt vor Strahleneinwirkungen. Wirkungen der UV-Strahlung auf die Haut Die elektromagnetische Strahlung der Sonne reicht von der UV-Strahlung über das sichtbare Licht bis zum Infrarot. Bei den UV-Strahlen unterscheidet man 3 Bereiche, nämlich UVA (315-400 nm), UVB (280-315 nm) und UVC (< 280 nm). Das kurzwellige UVC gelangt wegen der filternden Ozonschicht in der Stratosphäre nicht auf die Erdoberfläche. Photobiologisch wirksam in der Haut ist das mittel- bis langwellige UVB und UVA. Mit Ausnahme der Bildung von Vitamin D3 in der Haut sind beinahe alle bekannten Effekte der UV-Strahlung Ausdruck eines molekularbiologischen Schadens. Die Reaktion der Haut auf UV-Bestrahlung spiegelt deshalb reparative Vorgänge und Schutzmassnahmen wider. Zu massiven Schäden der Epidermis führt UVB. Schäden durch UVA entstehen vorwiegend in der Lederhaut. UVB, in sehr hohen Dosen auch UVA, führen zu Schäden der Zellmembran, des Zellkerns, sowie der Proteinsynthese. Als schwerwiegendste Folge kann UVB zu einer Mutation des Genoms führen und damit den ersten Schritt der Karzinogenese bedeuten. UVA führt zu einer Zerstörung des Kollagenfasernetzes der Lederhaut und damit zu einer vorzeitigen Hautalterung. Pigmentierung und Lichtschwiele UV-Strahlen führen zur Pigmentierung, welche optisch als Bräunung imponiert. Dabei führt UVA kurz nach oder sogar schon während der Bestrahlung zu einer grau-braunen Pigmentierung. Dies geschieht hauptsächlich durch Oxidation nicht-gefärbter Melaninvorstufen. UVB induziert eine erhöhte Aktivität der Melanozyten und kann zu deren Vermehrung führen. Die Bräunung tritt 48-72 Stunden nach Bestrahlung auf, erreicht ihr Maximum nach ungefähr einer Woche und kann Wochen bis Monate bestehen bleiben. Das Melanin wird in den Melanozyten gebildet und in Form kleiner Pakete (Melanosomen) an die Keratinozyten abgegeben. Bei Bestrahlung sammelt sich das Melanin über dem Zellkern. Damit wird der Zellkern mit dem Genom als wertvollster Teil der Zelle geschützt. Als weiterer Schutz vor UV-Strahlung dient die sogenannte Lichtschwiele. Wirksame Barriere gegen das Eindringen der UVB-Strahlung ist neben dem Melanin der Keratinozyten besonders die Hornschicht. Wiederholte UV-Applikationen führen direkt, d.h. ohne entzündliche Vorgänge, zu einer Verdickung der Hornschicht. Diese Lichtschwiele bleibt wochenlang bestehen und wird in den sonnenarmen Jahreszeiten wieder abgebaut. Lichtschwiele und Pigmentierung zusammen bilden nach ca. einer Woche Sonnenexposition einen Schutzfaktor in der Grössenordnung von 2-4. Das bedeutet, dass der vorsaisonale Eigenschutz des Hellhäutigen, der je nach Hauttyp 10-30 Minuten dauert, um das 2-4 fache verlängert ist. Danach schaden die UV-Strahlen der Haut. Neben Pigmentierung und Lichtschwiele sind auch Kleidung, Beruf, Lebensstil und geographische Faktoren ausschlaggebend für die UV-Exposition. Menschen, die im Hochgebirge leben sind z.B. pro 300 Meter Höhendifferenz einer 4%-igen Zunahme der UV-Exposition ausgesetzt. Hautschäden durch UV-Strahlen UV-Schäden werden in akute und chronische Schäden eingeteilt. Beispiel eines akuten UV-Schadens ist der Sonnenbrand. Sonnenlicht und künstliches UVB, in sehr hohen Dosen auch UVA, verursachen ab einer bestimmten Schwellendosis (minimale Erythemdosis) eine Rötung der Haut, die wenige Stunden nach Bestrahlung einsetzt, ihr Maximum nach 24 Stunden erreicht und nach 48-72 Stunden langsam abklingt. Chronische UV-Schäden der Haut sind Folge akkumulierter UV-Bestrahlung während des ganzen Lebens. Sie sind begrenzt auf die sonnenexponierten Areale (Gesicht, Nacken, Handrücken, Unterarme). Die chronische UV-Exposition führt zu einer Beschleunigung des natürlichen Alterungsprozesses der Haut. Vor allem das UVA zerstört das Kollagenfasernetz der Lederhaut, das der Haut elastische Festigkeit verleiht. Die Haut wird spröd und faltig und weist eine lederartige Oberfläche mit gelblichem Kolorit auf. Daneben treten fleckige Hypo- oder Hyperpigmentierungen, sternartige Pseudonarben und aktinische Keratosen auf. Wichtigste Folge chronischer UV-Exposition ist aber die UVB-induzierte Karzinogenese. Zunahme von Hautkrebsen und Karzinomen In den letzten Dekaden wurde eine deutliche Zunahme von Hautkrebsen, Basalzell- und Stachelzell-Karzinomen, festgestellt. Ursache dafür ist wahrscheinlich eine vermehrte UVB-Exposition. Freizeit, die immer häufiger an Stränden oder anderen sonnigen Plätzen verbracht wird, sowie die Vorstellung, eine gebräunte Haut sei gleichbedeutend mit Schönheit und Gesundheit, sind die wichtigsten Gründe für diese erhöhte UV-Exposition. Neben Basalzell- und Stachelzell-Karzinomen nimmt auch die Häufigkeit des malignen Melanoms, des schwarzen Hautkrebses, deutlich zu. Die Verteilung der malignen Melanome am Körper korreliert nicht oder nur bedingt mit dem Ausmass der Sonnenexposition. Das maligne Melanom tritt bei Männern mit einer relativen Häufigkeit am Rücken, bei den Frauen an den unteren Extremitäten auf. Dennoch gibt es Hinweise, dass die UV-Strahlung als Auslöser des malignen Melanoms eine wichtige Rolle spielt. Je mehr man sich dem Aequator nähert, desto grösser ist die Inzidenz bei der hellhäutigen Bevölkerung. Die höchste Melanom-Inzidenz findet sich daher in Australien. Schwarze entwickeln aufgrund ihres hohen Melaningehaltes, der als natürlicher UV-Filter wirkt, sehr selten Melanome. Ganz generell lässt sich sagen, dass alle UV-Schäden umso eher auftreten, je hellhäutiger die Person ist. Am empfindlichsten ist der sogenannte keltische Typ, mit heller Haut, rot-blonden Haaren, blauen Augen und Sommersprossen. Schutz vor UV-Strahlung Am wirkungsvollsten wird die Haut durch Kleider aus dichtgewobenen Stoffen vor UV-Strahlung geschützt. Nicht bedeckte Hautareale sollten mit chemischen Sonnenschutzmitteln mit einem hohen Lichtschutzfaktor (12-15) gegen UVB und UVA geschützt werden. Personen mit empfindlicher Haut sollten Sonnenschutzmittel auch an nebligen und bewölkten Tagen anwenden. Nach starkem Schwitzen oder nach dem Baden müssen die Sonnenschutzmittel erneut aufgetragen werden. Aufenthalte an der Sonne zwischen 11 bis 14 Uhr, die Zeit mit der intensivsten UV-Einstrahlung sollten vermieden werden. Das in den Solarien angewendete UVA, das ohne Hautrötung direkt bräunt, führt zu einer vorzeitigen Hautalterung und ist nicht harmlos, wie von den Betreibern oft behauptet wird. Wegen zusätzlicher UV-Belastung der Haut sollten deshalb keine Solarien besucht werden. Therapie der UV-induzierten Hautschäden Die UV-induzierte vorzeitige Hautalterung, ein erhöhtes Risiko für die Krebsentwicklung, kann mit Vitamin-A-Säurederivaten in Crèmeform klinisch und mikroskopisch bis zu einem gewissen Grad rückgängig gemacht werden. Auf stark lichtgeschädigter Haut können bösartige Tumoren oder Tumorvorstufen entstehen. Als Tumorvorstufen oder Präkanzerosen gelten die aktinischen Keratosen. Diese imponieren als gerötete, rauhe leicht verletzliche Herde an den sonnenexponierten Arealen. Für die Behandlung dieser Präkanzerosen gibt es mehrere gute und einfache Behandlungsmöglichkeiten. Erfolgt keine Behandlung, können aus aktinischen Keratosen Hautkrebse entstehen. Ist es zur Entstehung bösartiger Tumore gekommen, müssen diese chirurgisch, strahlentherapeutisch oder mit anderen Massnahmen vollständig entfernt oder zerstört werden. Basalzellkarzinome metastasieren praktisch nie, d.h. sie führen zu keinen Tumorablegern in anderen Organen. UV-induzierte Stachelzellkarzinome wachsen in der Regel langsam und metastasieren erst spät. Beide Tumorformen werden deshalb meist so früh entdeckt, dass sie vor der Metastasierung vollständig entfernt werden können. Ganz anders ist die Situation beim schwarzen Hautkrebs. Das maligne Melanom ist einer der bösartigsten Tumore überhaupt, da es schon sehr früh metastasiert. Die Früherkennung des malignen Melanoms ist deshalb von entscheidender prognostischer Bedeutung. Die meisten malignen Melanome entwickeln sich aus einem seit Jahren bestehenden Muttermal oder entstehen neu als meist pigmentierte Veränderung gesunder Haut. Jede Veränderungen auf eines bestehenden Muttermals oder neu aufgetretene Muttermale müssen im Rahmen der Früherkennung einem Arzt, am besten einem Hautarzt, gezeigt werden. Therapie mit UV-Licht Trotz des potentiell schädlichen Effektes wird in der Dermatologie UV-Licht zu therapeutischen Zwecken angewendet. Künstliche Lichtquellen, die je nach Filterung Sonnenlicht, vorwiegend UVA oder vorwiegend UVB ausstrahlen, werden zur Behandlung verschiedener Hautkrankheiten, z.B Psoriasis (Schuppenflechte), oder atopische Dermatitis (sog. endogenes oder angeborenes Ekzem) verwendet. Photochemotherapie mit UVA (PUVA) bei welcher die Reaktion der Haut durch photosensibilisierende Medikamente verstärkt wird, ist dabei eine der häufigsten Anwendungen von UV-Licht. Der therapeutische Einsatz von UV-Licht setzt beim Anwender gute Kenntnisse in der Photobiologie voraus. Das Nutzen-Risiko-Verhältnis muss für jeden Patienten/jede Patientin sorgfältig abgewogen werden. Die Forschung der letzten 2 Jahrzehnte hat deutlich gezeigt, dass die UV-Bestrahlung der Haut sowohl zu akuten als auch zu chronischen Schäden führen kann und dass die Schäden viel ausgeprägter und schwerwiegender sind, als früher angenommen wurde. Die UV-Bestrahlung der Haut kann deswegen nicht mehr als gesund, sondern muss, ausser bei vorsichtiger und massvoller Anwendung, als schädlich angesehen werden. Prof. Lasse Braathen Dr. Markus Rieder Dermatologische Universitätsklinik,Inselspital