Moderne Lichtschutzschutzfilter

Ohne den richtigen Schutz können Sonnenstrahlen und andere Lichtquellen der Haut mehr schaden, als man vermuten würde. Wie gut, dass es inzwischen hocheffiziente, Schutz- und Repair-Substanzen gibt. Einen Einblick in die Welt der modernen Lichtschutzfilter und ihre Wirkungsweise gibt uns Kosmetikwissenschaftlerin Dr. Sabine Gütt.

Ursprünglich auf den Schutz vor UV-Strahlen ausgerichtet, umfasst Lichtschutz heutzutage viel mehr als nur „Strandprodukte“. Moderne Formulierungen bieten ein breites Portfolio an Inhaltsstoffen sowohl zum Schutz vor UVA- und UVB- als auch vor Infrarot-Strahlung und vor sichtbarem sowie blauem Licht. Ergänzend bieten einige Ingredienzen die Möglichkeit, bereits während der Sonnenexposition die zellulären Reparaturmechanismen der Haut (DNA Repair) zu unterstützen.

Bei Sonnenprodukten wird der bestmögliche Schutz der Haut über Filtersysteme immer im Mittelpunkt stehen und das Anforderungsprofil steigt ständig. VerbraucherInnen erwarten nicht nur haut-, sondern zunehmend auch umweltverträgliche Lichtschutzfilter, angenehme Kosmetiktexturen und ansprechende Düfte. Wasserfestigkeit ist vor allem bei kombinierten Licht- und Kälteschutzprodukten stark nachgefragt.

Schutz vor UVA-Strahlung

Obwohl sie weniger energiereich sind als UVB-Strahlen, dringen UVA-Strahlen in tiefere Hautschichten ein, wo sie die Alterungsprozesse der Haut beschleunigen können. Die kurzwellige UVA-II-Strahlung trägt zusätzlich zur Entstehung von Sonnenbrand bei. Darüber hinaus kann UVA-Strahlung phototoxische oder photoallergische Hautreaktionen auslösen. Sehr häufige und ungeschützte Bestrahlung der Haut durch Sonnenlicht bewirkt einen Verlust der Hautelastizität und vermehrte Faltenbildung, was zu vorzeitiger Hautalterung führt. In extremen Fällen werden pathogene Veränderungen in der Haut beobachtet, die sich bis hin zu Hautkrebs erstrecken. Heute wird UVA-Strahlung in zwei weitere Kategorien unterteilt:

• UVA-II (320 bis 340 nm) und
• UVA-I (340 bis 400 nm).

Die Differenzierung erfolgte aufgrund der Erkenntnis, dass Wellenlängen von 320 bis 340 nm ebenfalls signifikant zum Erythem beitragen und dass UVA-Strahlung mit Wellenlängen größer als 340 nm über andere Mechanismen langfristige Hautschäden verursacht.

UVA-Filter, die zusätzlich Schutz vor freien Radikalen bieten, liegen stark im Trend. Beispiel (INCI): Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate.

Schutz vor UVB-Strahlung

UVB-Strahlung kann Sonnenbrand verursachen bis hin zu schwersten Verbrennungen der Haut. Schädliche Auswirkungen können die Verringerung der Enzymaktivitäten, die Schwächung des Immunsystems, Störungen der DNA-Struktur und Veränderungen der Zellmembran sein.

Das Anforderungsprofil an UVB-Filter ist hoch, sie müssen sehr stabil und effektiv wirksam sein. Beispiel (INCI): Ethylhexyl Triazone.

Gut zu wissen: Nur ein kleiner Teil der Sonnenstrahlung erreicht die Erdoberfläche!
> Davon wird mehr als die Hälfte als Infrarotstrahlung (Wärme) und rund 40 % als sichtbares Licht empfangen.
> Etwa 6 % ist unsichtbare UV-Strahlung mit Wellenlängen von 290 bis 400 nm (UVA & UVB).
> Strahlung unterhalb von 290 nm erreicht die Erdoberfläche nicht.

Breitbandfilter und mineralische Filter

Das Spektrum sowohl von UVA- als auch von UVB-Strahlen wird von Breitbandabsorbern, sogenannten Breitband-UV-Filtersystemen, abgedeckt. Einige sind effiziente SPF-Booster und zeigen synergistische Effekte mit UVB- und UVA-Filtern. Beispiel (INCI): Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine.

Mineralfilter (physikalische Filter) mit hochwirksamem Breitband-UVA- und UVB-Schutz, die eine flache, gleichmäßige Absorption im Bereich von 290 bis 380 nm und wenig Aufhellungseffekt auf der Haut haben, liegen ebenso im Trend. Von ihnen wird erwartet, dass sie:

• hinsichtlich der Partikelgröße „Nicht-Nano“ sind,
• ein gutes sensorisches Hautgefühl vermitteln und
• sich mit chemischen UV-Filtern gut kombinieren lassen.

Im Idealfall sind sie für empfindliche Haut und Kinder anwendbar. Beispiel (INCI): Zinkoxid, Triethoxycaprylylsilan.

Was tun gegen Infrarot A und blaues Licht?

Bislang ist es nicht möglich, Infrarot A (IRA) mithilfe von Filtersubstanzen unschädlich zu machen, wie dies bei UV-Strahlen möglich ist. Der Schutz muss in der Zelle ansetzen, um Schädigungen zu vermeiden, denn IRA-Strahlen greifen an den Mitochondrien der Hautzellen an und und führen zur Bildung von Radikalen. Beispiel für einen speziellen Infrarot-A-Schutzkomplex gegen sonnenbedingte Hautalterung, der Schutz vor ROS, Radikalen, sichtbarem und infraroten Licht bietet, ist Bis-Ethylhexyl Hydroxydimethoxy Benzylmalonate (INCI-Bezeichnung).

Zu den bewährten Schutzstrategien gegen Blaulicht gehören Stoffe, die blaues Licht reflektieren oder absorbieren, wie z. B. photoprotektives Eisenoxid. Weiterhin Antioxidantien, die die entstehenden Radikale neutralisieren, weshalb Vitamine, Polyphenole, Schutzstoffe aus Mikroalgen und weitere Radikalfänger in die Lichtschutzmittel eingearbeitet werden.

UV-bedingte Schäden reparieren

Reparaturenzyme sind Enzyme, die durch Strahlung oder Chemikalieneinwirkung verursachte Schäden an der DNS (Träger der Erbinformation) reparieren. Die geschädigten Strangteile werden herausgetrennt und durch die „korrekten“ Molekülteile ersetzt. Zu den Reparaturenzymen gehören DNS-Polymerasen und Polynucleotid-Ligasen. Eine DNS-Polymerase wirkt dabei als Endonuklease, die die fehlerhaften Nukleotide gleichzeitig ausschneidet und die entstandenen Lücken durch Neusynthese wieder auffüllt.

Aus diversen Mikroorganismen, die sehr gute DNA-Reparaturmechanismen aufweisen, werden solche Enzyme extrahiert, liposomal verkapselt und in Sonnenschutzpräparate eingebracht. Für Kosmetikprodukte sind eine Reihe von Enzymen verfügbar, allen voran ein Gemisch aus Endonukleasen, die Photolyase sowie ein Enzym, das oxidative Schäden repariert. Sie unterstützen die DNS-Reparatur, indem sie einen Schritt an einer Schwachstelle der komplexen Reparaturkette zur Beseitigung unterschiedlicher Schäden übernehmen. Klinische Studien bestätigten die Validität des Konzeptes.

Reparaturenzyme können nicht nur die UV-induzierte Immunsuppression verhindern, sondern bei regelmäßiger Anwendung auch das Entstehen von Hautkrebs verhüten helfen. Menschen mit erhöhtem Hautkrebsrisiko sowie mit erhöhter (beruflich oder freizeitmäßig bedingter) Sonnenexposition kann ein solches Produktkonzept empfohlen werden. Wichtig ist darauf hinzuweisen, dass diese Enzyme nicht vor Sonnenbrand schützen, weshalb sie nur zusammen mit herkömmlichen UV-Filtern verwendet werden sollten. Beispiel (INCI): Micrococcus Lysate.

Lichtschutz und viel mehr!

Von einst reinen UV-Schutzprodukten über erweiterte Lichtschutzmittel sind wir nun in der Generation der Multifunktionsschutz-Präparate mit unterschiedlichen Inhaltsstoffen und hohem Anforderungsprofil angekommen.

• UV-Filter sollen auf der Haut und IRA-Schutzstoffe in der Haut platziert werden, gleichsam Peptid-basierende Kollagenschutzstoffe.
• Zellschutz- bzw. Reparaturstoffe haben als Ziel die Zelle, um intrazellulär die Reparatur von DNS-Schäden in sonnenexponierten Arealen gezielt zu unterstützen.

Alle Anforderungen an innovative Lichtschutzmittel zu erfüllen – effizientere Lichtschutzfaktoren, Umweltfreundlichkeit chemischer Filter, Hautfreundlichkeit der Präparategrundlagen – bleibt eine galenische Herausforderung für Entwickler!

Von Dr. Sabine Gütt