Sonnenschutz der Haut durch Carotinoide

Medizin

Sonnenschutz der Haut durch Carotinoide

UV-Licht kann vorzeitige Alterung der Haut, Hyperkeratosen oder Atrophien verursachen. Vor allem die Epidermis benötigt deshalb Substanzen, die freie Radikale binden können. Aufgrund ihrer photoprotektiven und antioxidativen Wirkung bieten sich dafür Carotinoide an.

Eine der wichtigsten Funktionen der Carotinoide ist der Schutz der Pflanzen vor dem bei der Photosynthese entstehenden Singulett-Sauerstoff. Bei der Photosynthese wird Lichtenergie in chemische Energie überführt. Ohne die Carotinoide könnten Pflanzen und Algen diese Photooxidation nicht überleben. Dies scheint auch der eigentliche Grund zu sein, warum diese Substanzen in der Natur in so großen Mengen - geschätzt mehr als 100 Millionen Tonnen pro Jahr - produziert werden. Inzwischen wurden über 600 unterschiedliche carotinoide Substanzen identifiziert.

In der menschlichen Ernährung kommen davon etwa 40 verschiedene Typen vor. Zu den häufigsten zählen ß-Carotin, alpha-Carotin, Lutein, Cryptoxanthin, Zeaxanthin und Lycopin.

Ursprünglich stand der Provitamin-A-Charakter, speziell des ß-Carotins, im Vordergrund. Erst in den letzten Jahren wurde der photoprotektiven und antioxidativen Wirkung von Carotinoiden mher Aufmerksamkeit geschenkt. Vor allem für Menschen mit sehr empfindlicher Haut wäre die systemische Applikation von Carotinoiden neben äußerlich aufgetragenen Sonnenschutzmitteln ein zusätzlicher Schutz gegen Sonnenstrahlen.

Die Behandlung mit ß-Carotin bei Patienten mit Protoporphyrie, einer erblich bedingten Lichtempfindlichkeit, führte zu einer Verbesserung der Lichttoleranz. Trotz hoher Dosierung (bis zu 180 mg/Tag) werden die eingesetzten Carotinoide gut vertragen. In den folgenden zwei Studien wurde die Beeinflussung hautphysiologischer Parameter und eine eventuell photoprotektive Wirkung von natürlichen, gemischten Carotinoiden untersucht.

Design der Studien

Zum Nachweis der Wirksamkeit beziehungsweise der Einlagerung der Carotinoide in verschiedenen Hautarealen verabreichte man eine Carotinoidmischung natürlicher Herkunft aus der Alge Dunaliela salina. Die erste Studie umfaßte 20 Probanden, die täglich 50 mg Carotinoid über einen Zeitraum von 6 Wochen einnahmen. In der zweiten Studie mit 12 Probanden wurde die Tagesdosis auf 25 mg reduziert, die Dauer jedoch auf 12 Wochen verlängert. Die Kapseln wurden jeweils zusammen mit den Hauptmahlzeiten eingenommen. Die Untersuchungen wurden jeweils an folgenden Hautregionen durchgeführt: Stirn, Unterarminnenseite, Handaußen- und Handinnenseite, Rücken und Rücken mit Erythem.

An diesen Stellen wurden jeweils Farbmessungen mit einem Minolta-Chromameter CR 200 durchgeführt. Hierbei werden Änderungen der Hautfarbe in ein dreidimensionales Koordinatensystem transferiert, und bereits minimale Veränderungen der Hautfarbe können objektiviert werden.

Weiterhin wurde untersucht, ob unter Einnahme der Carotinoidkapseln eine mögliche Herabsetzung der Sonnenempfindlichkeit der Probanden und damit eine photoprotektive Wirkung zu erwarten sei. Dazu wurde auf dem Rücken der Probanden eine sogenannte Lichttreppe angelegt, um die minimale Erythemdosis zu bestimmen; einzelne Testfelder wurden mit einer Dosis von 120 bis 240 Joule/m² bestrahlt. Parallel zur Erfassung hautphysiologischer Parameter mittels der Farbmessungen sowie parallel zu einer Beeinflussung der Erythemintensität nach Bestrahlung mit einer MED wurden in Zusammenarbeit mit dem Institut für biowissenschaftliche Forschung an der Universität Witten/Herdecke reflektionsspektroskopische Untersuchungen mit dem Multiscan OS20 durchgeführt.

Ziel der spektroskopischen Untersuchungen war es, zusätzliche Informationen über den Wirkungsmechanismus der Carotinoide im Organismus zu erhalten. Hierzu wurde deren Gewebekonzentration in den verschiedenen Hautarealen für jeden Probanden untersucht. Alle Messungen wurden zunächst vor Studienbeginn durchgeführt, um die Ausgangswerte für jeden Probenden zu dokumentieren. Zum Nachweis der Wirksamkeit wurden Zwischenuntersuchungen nach 4 bis 6 Wochen bei Studie 1 und nach 4, 8 und 12 Wochen bei Studie 2 durchgeführt.

Ergebnisse der Untersuchungen

Zur besseren Charakterisierung des Probandenkollektivs wurden deren Lebensgewohnheiten abgefragt. Raucher mit mehr als drei Zigaretten/Tag wurden nicht in die Studie aufgenommen. In beiden Fällen zeigte sich ein Anstieg des Gelbanteils, der in Abhängigkeit von Ort und Hautdicke Differenzen aufwies. Parallel zum Anstieg des Gelbanteils nahm die Erythemintensität im Verlauf der Studien signifikant ab. Damit konnte eine Verminderung der Lichtempfindlichkeit der Probanden durch Einnahme von Carotinoid-Kapseln bereits mit Hilfe der Farbmessungen bestätigt werden. Reflektionsphotometrische Untersuchungen ergaben zusätzliche Hinweise über den Wirkungsmechanismus und die Beeinflussung durch die Gabe von Carotinoiden.

Ähnlich wie die Farbmessungen wiesen auch die Gewebekonzentrationen im Verlauf der Studie Unterschiede auf. Besonders für Stirn und Handinnenseite konnten hohe ß-Carotinanreicherungen gefunden werden. Weiterhin ergab sich eine Veränderung der Abstrahlungsfähigkeit der Haut, das heißt der Pigmentierung, um einen Faktor von 2,3 beziehungsweise 2,4 in den beiden Studien. Auffällig war hierbei eine Parallelverschiebung der Spektren, die auf eine geringere Absorption und damit eine höhere Rückstrahlung des eingestrahlten Lichtes durch Carotinoid-Supplementierung hinweisen.

PZ-Artikel von Ulrike Heinrich, Witten

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