Was passiert beim Sonnenbrand in der Haut?
Wir alle kennen die schmerzhaft gerötete Haut, wenn wir mal zu lange in der Sonne waren – den Sonnenbrand. Aber wisst ihr, was genau dabei in eurer Haut passiert?
Der Grund für einen Sonnenbrand sind die wohlbekannten UV-Strahlen. Es wird weithin behauptet, nur UVB-Strahlen würden einen Sonnenbrand hervorrufen, aber auch durch zu lange intensive Bestrahlung mit UVA-Strahlen kann man sich einen solchen zuziehen. // mehr zu UV-Strahlung und ihrer Wirkung
Aber was ist UV-Strahlung genau?
UV-Strahlung ist ionisierende Strahlung und besteht aus Photonen. Vereinfacht bedeutet es, dass UV-Strahlung aus winzig kleinen Teilchen besteht. Diese Teilchen enthalten pure Energie und davon unheimlich viel. Prallen diese Teilchen auf Moleküle oder Atome sind sie sogar in der Lage jene zu verändern. Da Photonen von UVB mehr Energie haben als die von UVA-Strahlung, beschädigen sie die Moleküle schneller und markanter. Und genau das geschieht tagtäglich mit dem UV-Licht: Energiereiche Photonen kommen zur Erde gesaust, treffen auf unsere Haut und verändern in dieser bestimmte Moleküle.
Wie wirkt UV-Strahlung im Körper?
Diese Moleküle in den Hautzellen sind in erster Linie DNA und mRNA (messengerRNA). Während die DNA unseren gesamten genetischen Code enthält, ist die mRNA in erster Linie für die Bildung bestimmter Stoffe in der Zelle zuständig – sie bringt die „Nachrichten“ für deren Herstellung aus dem Zellkern in die äußere Zellschicht.
Trifft UVB-Strahlung auf DNA wird diese angeregt und verändert sich – stellt euch vor, in einem Reißverschluss bilden sich plötzlich neue Zähnchen oder die vorhandenen kleben zusammen. Man wird den Reißverschluss nicht mehr benutzen können. Liegen nun diese Veränderung der DNA an Stellen die das Wachstum der Zelle beeinflussen, kann sich daraus eine Tumorzelle entwickeln. Um das zu verhindern, wird der Zelltod automatisch durch bestimmte Botenstoffe eingeleitet und die Zelle vernichtet. Wenn die Strahlenbelastung jedoch so hoch ist, dass der Körper mit dem Vernichten nicht nachkommt, entsteht Krebs.
Aber nicht nur die geschädigte DNA ist Schuld am Sonnenbrand. Laut neueren Studien ist auch die Schädigung der mRNA im Zellkern ein Hauptgrund. In der mRNA wird auch ein bestimmter Bereich geschädigt. Ihre Aufgabe ist es vom Zellkern (wo sie gebildet wird) nach Außen zu wandern um dort Proteine zu bilden. Da sie dieser Aufgabe aufgrund der Schädigung fehlerhaft nachkommt, wird eine Warnung abgegeben und der Entzündungsprozess in Gang gesetzt. Die gesunden Zellen schlagen daraufhin Alarm und ein ganzes Interventionsteam kommt angerauscht.
Aber warum tut es nun weh?
Die Schädigung der Zellen durch UVB-Strahlung findet in erster Linie in der Oberhaut (Epidermis) statt. Die Zellen der Oberhaut haben nun also bemerkt, dass sowohl DNA als auch mRNA beschädigt sind, da der Zelltod eintritt und bestimmte Zellen komische Signale senden. Die Epidermis gibt diese Infos an die Lederhaut weiter, welche sich daraufhin entzündet. Nur die Lederhaut verfügt nämlich über Blutgefäße. Die Zellen der Epidermis, vornehmlich Keratinozyten, beschränken sich jedoch nicht nur darauf diesen ganzen Entzündungsprozess anzukurbeln und die Wundheilung zu unterstützen. Sie sind es auch, die den Schmerzreiz auslösen.
In den Keratinozyten gibt es sogenannte TRP4-Ionenkanäle – stellt sie euch als kleine Straße für Ionen vor. Diese kleinen Straßen nehmen wahr, dass etwas mit der mRNA nicht stimmt und senden einen elektrischen Impuls an die Nervenenden weiter, welche dann dem Gehirn mitteilen: Hier tut was weh!
In der Lederhaut erweitern sich aufgrund dieser Informationsübermittlung durch die Oberhaut die Blutgefäße. Dadurch wird die Durchblutung erhöht, die Haut daraufhin rot und warm. Dies geschieht um vermehrt weiße Blutkörperchen zur Vernichtung der Zellen und antientzündliche Stoffe zur Oberhaut zu bringen. Zudem werden sogenannte Endothelzellen angeregt, damit sich dort vermehrt weiße Blutkörperchen ansammeln können. Die Entzündungsprozesse sorgen dafür, dass alle veränderten Zellen vernichtet werden und nur eine gesunde Hautschicht zurückbleibt. Im Grunde ist also ein Sonnenbrand nichts weiter als eine Entzündungsreaktion der Haut, ausgelöst durch Molekülveränderung der DNA und mRNA durch energiereiche Teilchen.
Ich hoffe, ihr konntet meiner kleinen Abhandlung folgen und ihr habt vielleicht sogar das Ein oder Andere zum Thema Sonnenbrand gelernt. Solltet ihr noch weitere Fragen, so findet ihr mich und Shenja bei Instagram – dort werden alle noch bestehenden Unklarheiten so gut es geht beseitigt.
Gastautorin Fräulein Momo // Instagram
Fräulein Momo hat Chemie studiert und macht jetzt Postdoc irgendwas mit Quasiteilchen.
Die Faszination für Haut spiegelt sich nicht nur in ihrer Liebe für nackte Katzen, sondern auch in der Leidenschaft für Kosmetik und Hautgesundheit wieder.
Quellen:
Wolf-Ingo Worret, Wolfgang Gehring (204) „Kosmetische Dermatologie“ Springer DE
Peter Altmeyer, Klaus Hoffmann(2006) „Basiswissen Dermatologie: eine vorlesungsorientierte
Darstellung.“
„UV Strahlung und Hautkrebs“ Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen
Gesetzlichen Unfallversicherung IPA 2011
WHO (2002) „Global Solar UV Index: A Practical Guide.”
Moore C1, Cevikbas F, Pasolli HA, Chen Y, Kong W, Kempkes C, Parekh P, Lee SH, Kontchou NA, Yeh I,
Jokerst NM, Fuchs E, Steinhoff M, Liedtke WB. (Aug. 2013) „UVB radiation generates sunburn pain
and affects skin by activating epidermal TRPV4 ion channels and triggering endothelin-1 signaling”
Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Sep 17;110(38):15502
Vladimir J. Bykov, Jan A. Marcusson and Kari Hemminki (July 1998) “Ultraviolet B-induced DNA
Damage in Human Skin and Its Modulation by a Sunscreen” American Association for Cancer
Research
Young AR (June 1987) “The sunburn cell” Photo-dermatology [01 Jun 1987, 4(3):127-134]
Dawes JM, Calvo M, Perkins JR, Paterson KJ, Kiesewetter H, Hobbs C, Kaan TK, Orengo C, Bennett DL,
McMahon SB (July 2011). „CXCL5 mediates UVB irradiation-induced pain“. Science Translational
Medicine
Wolff, K, ed. (2017). „PHOTOSENSITIVITY, PHOTO-INDUCED DISORDERS, AND DISORDERS BY
IONIZING RADIATION“. Fitzpatrick’s Color Atlas and Synopsis of Clinical Dermatology (8th ed.). New
York, NY: McGraw Hill. Retrieved March 20, 2018
Bildquellen:
Photo by Federico Giampieri on Unsplash