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Erschienen in: Heilberufe 7-8/2018

01.07.2018 | PflegeKolleg Zur Zeit gratis

Neueste Erkenntnisse zu Photoprotektoren

Update Sonnenschutz

verfasst von: Prof. Dr. med. Thomas Schwarz

Erschienen in: Heilberufe | Ausgabe 7-8/2018

Fazit für die Pflege

  • Sonnenschutzcreme reduziert das Melanomrisiko. Entscheidend ist ein SPF ≥15.
  • Wichtig ist, ausreichend Sonnenschutzcreme aufzutragen. Empfohlen werden 2 mg/cm2 Haut.
  • Sonnenschutzfilter stehen unter Verdacht, eine Gefährdung der Meeresumwelt zu sein. Deshalb wird an der Herstellung natürlicher Sonnenfilter geforscht.
  • Die Menge an UV-A, die bei bewölktem Himmel am Boden auftrifft, kann erheblich sein. Hier besteht Aufklärungsbedarf.
Schutz vor UV-Strahlung ist sinnvoll. Doch manches ist unklar: Geht von Nanopartikeln eine Gesundheitsgefahr aus? Heben sich Sonnen- und Insektenschutz auf? Gibt es Sonnenschutz, der nicht Vitamin D beeinflusst? Prof. Dr. Thomas Schwarz, Facharzt für Dermatologie und Venerologie, kommentiert aktuelle Studien.
Der Sommer ist da. Mit den Sonnenstrahlen steigt allerdings die Gefahr für die Haut. Zeit, das Sonnenschutz-Wissen aufzufrischen.

Sonnenschutzcremes richtig anwenden

Sonnenschutzcremes waren noch vor Jahren umstritten. Man unterstellte ihnen sogar eine Erhöhung des Melanomrisikos, da sie den Aufenthalt im Freien verlängern würde. Das hat sich dank zahlreicher Studien deutlicher verändert, die zeigen, dass Sonnenschutz sehr wohl das Melanomrisiko reduziert; eine norwegische Studie bestätigt dies. Ausgewertet wurden Daten der Norwegian Women and Cancer Study, einer prospektiven populationsbasierten Studie mit 143.844 Frauen im Alter von 40–75 Jahren. Benutzer von Sonnenschutzcremes gaben häufiger Sonnenbrände und Sonnenurlaube an und tendierten eher zu Solarien als Nichtanwender. Dennoch war die Verwendung von Sonnenschutzcremes mit einem SPF (Sun Protection Factor) ≥15 mit einem deutlich geringeren Melanomrisiko verbunden als bei Anwendung eines SPF von <15. Die Autoren schließen, dass die Anwendung eines SPF ≥15 das Melanomrisiko bei Frauen zwischen 40 und 75 Jahren um 18% reduzieren würde.
Kommentar: Frauen, die Sonnenschutz praktizierten, hatten häufiger Sonnenbrände und Sonnenurlaube angegeben, was immer als Argument gegen Sonnenschutz angeführt wurde. An sich ist diese Aussage aber nicht überraschend, da jemand ja Sonnenschutz betreibt, um in die Sonne zu gehen. Selbstverständlich hatten Nichtanwender von Sonnenschutzcremes das niedrigste Melanomrisiko, da diese Klientel vermutlich gar nicht in die Sonne geht oder anderen Schutzmaßnahmen, wie Kleidung, den Vorzug gibt. Der relevante Unterschied liegt zwischen der Gruppe Sonnenschutz mit SPF <15 und jener mit SPF ≥15. Durch die höheren SPF konnte das Risiko deutlich gesenkt werden.
Es wurden aber keine Daten zur Qualität der Anwendung der Sonnenschutzcreme erhoben. Die Autoren verkennen nicht, dass in den meisten Fällen die Sonnenschutzcremes in zu geringer Menge aufgetragen und nicht gleichmäßig verteilt wurden. Die Autoren sprechen daher von „unperfektem“ Sonnenschutz und vermuten, dass — würde der Sonnenschutz richtig angewendet werden — die Senkung des Melanomrisikos noch deutlicher sein würde. Fazit: Adäquater Sonnenschutz kann das Melanomrisiko reduzieren. Aber selbst wenn nicht perfekt angewandt, lässt sich schon mit der regelmäßigen Applikation eines SPF ≥15 das Risiko deutlich senken. Suboptimaler Schutz ist besser als gar keiner.

Sonnenschutz mit DNA-Reparatur

Da eine Verminderung der DNA-Reparatur zur Entstehung des Melanoms beitragen dürfte, scheint die Strategie, die DNA-Reparatur zu stärken sinnvoll. Dass dies mittels topischer Applikation exogener Reparaturenzyme möglich ist, konnte schon vor Jahren gezeigt werden.
Eine italienische Arbeitsgruppe untersuchte in einer randomisierten Studie neuerlich den positiven Effekt von Photolyase. 28 Patienten mit aktinischen Keratosen wurden in zwei Gruppen randomisiert, wobei eine Sonnenschutz mit einer Creme mit einem SPF 50+ betreiben sollte, die anderen mit derselben Sonnenschutzcreme, allerdings in Kombination mit 1% Photolyase. Die Studie dauerte sechs Monate, Endpunkte waren die Anzahl an Hyperkeratosen, das Ausmaß der Feldkanzerisierung (mittels photodynamischer Diagnostik evaluiert) und die Menge an Cyclobutan-Pyrimidin-Dimeren (CPD) in Biopsien. Für alle drei Endpunkte ergab sich in beiden Gruppen eine deutliche Reduktion, die allerdings in der Photolyasegruppe signifikant niedriger war als in der Gruppe, die lediglich die Sonnencreme verwendete.
Kommentar: An sich ein alter Hut, da die Effizienz topisch applizierter Reparaturenzyme bereits vor Jahren in größeren Studien gezeigt werden konnte. Die ersten Untersuchungen der Wirksamkeit topischer Reparaturenzyme wurden bei Xeroderma-pigmentosum(XP)-Patienten durchgeführt, die einen deutlich positiven Effekt zeigten. Die Entwicklung wurde aber leider aus Kostengründen eingestellt und die Reparaturenzyme wurden für den Kosmetikmarkt freigegeben. Seither ist es Mode geworden, dass Sonnenschutzcremes Reparaturenzyme enthalten. Das Problem besteht allerdings darin, dass im Gegensatz zu der Entwicklung für die XP-Indikation, wo es um eine Zulassung als Medikament ging, bei den Sonnenschutzcremes diese Auflagen nicht erfüllt sind und kein Wirkungsnachweis erbracht werden muss. Man kann sich daher nicht darauf verlassen, dass eine Verstärkung der Reparatur erfolgt, auch wenn die Packung das Label „enthält Reparaturenzyme“ trägt. Kritisch angemerkt werden muss, dass sechs Monate für die Evaluation von aktinischen Keratosen und einer Feldkanzerisierung sicher zu kurz sind.
Zu einer Abnahme kam es aber auch in der Gruppe, die nur die Sonnenschutzcreme verwendete, was den prinzipiellen Nutzen von Sonnenschutz belegt. Die Zugabe von Reparaturenzymen steigert den protektiven Effekt, was auch in der Reduktion der CPD in Biopsien gezeigt werden konnte.
Da offensichtlich eine Verstärkung der DNA-Reparatur die Entwicklung von Melanomen reduzieren dürfte, könnte das Konzept der DNA-Reparaturenzyme wieder eine Renaissance erleben, auch wenn die regulatorischen Auflagen bei den Sonnenschutzpräparaten, die in Europa als Kosmetika eingestuft werden, sich nicht verändert haben.
Anders ist die Situation in den USA, wo sich die FDA der Sonnenschutzfilter angenommen hat und bei der Zulassung sehr streng ist. Konsequenz ist aber, dass neue, durchaus potente Filter im Gegensatz zu Europa in den USA nicht zugelassen sind. Die neuen in Europa eingesetzten Filtersubstanzen dürften vor allem im UV-A-Bereich besser filtern.
Ein Messparameter für die Effizienz der Filterwirkung im langwelligen Bereich ist die kritische Wellenlänge. Diese wird so definiert, dass jenseits dieser Wellenlänge zumindest noch 10% der gesamten Filterwirkung vorhanden sein müssen. Es wird für Sonnenschutzmittel sowohl in den USA als auch in Europa gefordert, dass eine kritische Wellenlänge von 370 nm erreicht wird, das heißt, es müssen noch zumindest 10% der gesamten Filterwirkung jenseits von 370 nm liegen. Je besser eine Substanz im langwelligen Bereich filtert, umso mehr verschiebt sich die kritische Wellenlänge in den höheren Bereich. Eine kritische Wellenlänge von 390 würde bedeuten, dass noch zumindest 10% jenseits von 390 gefiltert werden, was einer kritischen Wellenlänge von 370 überlegen wäre. Eine kritische Wellenlänge von 350 würde bedeuten, dass lediglich 10% der gesamten Filterleistung jenseits von 350 nm erbracht werden, was als nicht ausreichend bewertet wird. Eine weitere, aber nur europäische Anforderung ist, dass der UV-A-SPF zumindest einem Drittel des UV-B-SPF entsprechen muss.
Europäische Sonnenschutzcremes scheinen US-amerikanischen überlegen zu sein.
Eine Analyse von 20 in den USA auf dem Markt befindlichen Sonnenschutzpräparaten mit einem SPF von 15 bis 100+ ergab, dass 19 der 20 Produkte der Anforderungen der kritischen Wellenlänge gerecht wurden und daher dem US-Reglement entsprachen. Nur elf der 20 Produkte (55%) erfüllten die Drittel-Vorgabe der EU. Das heißt, dass 45% der US-Präparate in Europa durchgefallen wären.

Sonnenschutz und Insektenschutz: eine problematische Allianz

Eine oft gestellte Frage ist der Umgang mit Sonnenschutzcremes und Repellentien. Gleichzeitig? Was zuerst? Wie oft? Dazu gibt es kaum Untersuchungen oder Empfehlungen. Eine 2015 publizierte Studie geht dieser Frage nach bzw. verspricht es in ihrem Titel. Die Studie beschäftigt sich aber leider weniger mit der praktischen Anwendung und Interferenz der Wirksamkeit beider Topika, sondern mehr mit der Frage, ob es zu systemischen Resorptionen kommt. Die Arbeit gibt eine detaillierte Übersicht über erhöhte Absorptionen und auch Wirkungsverlust bei gleichzeitiger Applikation mit Sonnenschutzfiltern. Davon wird abgeraten, da es zu erhöhten Resorptionen von DEET kommen kann.
Die gleichzeitige Anwendung einer Sonnenschutzcreme und eines Repellents macht sicher keinen Sinn.
Kommentar: Antworten auf die häufig gestellten Fragen Wann? Wie? Wie oft? gibt die Arbeit nicht. Die gleichzeitige Anwendung einer Sonnenschutzcreme und eines Repellents macht sicher keinen Sinn. Meines Erachtens weniger wegen der Resorption, die vermutlich überschätzt wird, — und ob die Substanzen so giftig sind, sei dahingestellt — sondern aus dem einfachen Grund, dass die Wirkung der UV-Filter verloren geht, wenn unmittelbar nachher etwas anderes aufgetragen wird. Das Repellent zuerst macht wahrscheinlich auch keinen Sinn, da auch da vermutlich Wirkung verloren geht.
Am besten ist wahrscheinlich, und das empfehlen auch die Autoren, textilen Sonnenschutz und die Kleidungsstücke mit Repellentien zu imprägnieren. An den freien Körperpartien sollte dann Sonnenschutz in ausreichender Menge appliziert werden und nach einer gewissen Zeit, da legen sich die Autoren nicht fest (30 Minuten?), das Repellent. Hier empfehlen sich Sprays, da Lotionen verrieben werden müssen und dadurch der UV-Filter entfernt werden kann. Die Forderung der Autoren nach Kombinationspräparaten halte ich nicht für sinnvoll, da dann dasselbe Dilemma auftreten wird wie bei der Einarbeitung von UV-Filtern in Kosmetika, die nämlich viel zu dünn aufgetragen werden, womit dann der UV-Schutz hinfällig ist.
Textilen Sonnenschutz und Kleidungsstücke mit Insektenschutzmitteln imprägnieren und auf freie Körperpartien ausreichend Sonnenschutz applizieren.

Sonnenschutz — Gefahr durch Nanopartikel?

Es wird zwischen organischen und anorganischen Substanzen unterschieden. Organische Filter absorbieren die Energie, was zu einer chemischen Veränderung der Filtersubstanz führt, die dann aber wieder in den Grundzustand zurückfallen muss (Photostabilität). Organische Filter penetrieren in die Haut und können daher prinzipiell systemisch aufgenommen werden. Das ist die Basis für die Sorge bezüglich Toxizität. Anorganische Filter hingegen reflektieren. Ihre Anwesenheit reicht an der Oberfläche aus. Allerdings sind sie kosmetisch schwerer einzuarbeiten. Ein Durchbruch war die Einarbeitung insbesondere von Titanoxid (TiO2) in Nanopartikel. Seither kreist die Diskussion darum, ob durch die Nanopartikel nicht auch die anorganischen Filter resorbiert werden.
Nanopartikel im Sonnenschutz werden in extrem niedrigem Ausmaß resorbiert. Toxikologische Bedenken dürften daher unberechtigt sein.
Um das Eindringen der TiO2-Nanopartikel in vivo zu untersuchen, wurden in Testarealen von sechs Probanden Sonnenschutzcremes mit und ohne TiO2-Nanopartikel mit 2 mg/cm2 aufgetragen. Die Applikation erfolgte einmal täglich an drei und acht aufeinander folgenden Tagen. Anschließend wurden Biopsien entnommen und die Proben mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. In den Arealen der TiO2-haltigen Sonnenschutzcreme konnten TiO2-Partikel nachgewiesen werden. Diese erschienen gruppiert und waren zwischen 20 nm und 100 nm groß. Die Partikel wurden hauptsächlich in der oberen Dermis um die Follikel gefunden. Die Partikel wurden ausgezählt und in Relation zu der applizierten Menge gesetzt. Etwa 0,00014% wurden resorbiert, eine geringe Menge.
Kommentar: Die Studie zeigt, dass TiO2-Nanopartikel resorbiert werden, aber in extrem niedrigem Ausmaß. Toxikologische Bedenken dürften daher unberechtigt sein. Natürlich wäre eine Filtersubstanz, die exklusiv auf dem Stratum corneum verbleibt, am besten. Diesem Wunsch trägt eine experimentelle Neuentwicklung Rechnung. Die Filtersubstanz Padimat O (PO) wurde in bioadhäsive Nanopartikel eingearbeitet. Diese adhärieren am Stratum corneum und penetrieren nicht in die Epidermis oder in die Follikel. Obwohl wesentlich geringere Mengen des Filters in die Partikel eingearbeitet wurden, zeigten diese eine gleich gute Filterwirkung wie konventionelle Sonnenschutzcremes. Neben dem UV-induzierten Erythem wurde auf die Reduktion von CPD in Mäusen untersucht. Die PO-haltigen bioadhäsiven Partikel erwiesen sich als wasserfest, konnten durch festes Reiben mit einem Handtuch aber entfernt werden.
Das Ganze klingt vielversprechend: Eine potente Filtersubstanz, die sowohl in vivo Erythem und CPD reduziert, als auch auf dem Stratum corneum verbleibt und daher keinerlei Resorption zu befürchten ist. Diese Formulierung könnte vermutlich auch gleichzeitig mit Repellentien appliziert werden. Die Frage ist nur, wie lange es dauert, bis andere Filtersubstanzen in solche Formulationen eingearbeitet werden, und vor allem, was das kostet.

Sonnenschutz mit Natursubstanzen

Sonnenschutzfilter stehen unter Beobachtung, da sie eventuell eine Gefährdung der Meeresumwelt darstellen könnten. UV-Filter wurden in verschiedenen Spezies (u.a. in Fischen) nachgewiesen und scheinen auch einen Beitrag zum Bleichen von Korallen zu leisten. Um dieses Problem zu umgehen, wird nach natürlichen UV-Filtern gesucht. Diese spielen im Meeressystem eine große Rolle, da UV-Strahlung, abhängig von der Klarheit des Wassers, von 0,5-47 m tief in das Wasser vordringen kann. Die DNA-schädigende UV-B-Strahlung kann immerhin bis zu 16,5 m tief in das Wasser vordringen. Meerestiere müssen sich daher davor schützen und tun dies einerseits durch DNA-Reparatursysteme und andererseits durch die Produktion von Mycosporin-artigen Aminosäuren (MAA). Protozoen, Algen, Seetang, Korallen, Wirbellose, Fische aber auch terrestrische Pilze schützen sich durch Produktion von MAA vor UV-Strahlung. MAA werden über einen komplexen Syntheseweg produziert. Die Hauptabsorption liegt zwischen 268 nm und 362 nm, deckt also nahezu den gesamten UV-Bereich ab. MAA sind photostabil und haben antioxidative Eigenschaften.
Kommentar: Das Ganze klingt sehr attraktiv und man fragt sich, warum diese Substanzen den Einzug in den praktischen Alltag bisher nicht geschafft haben. Erstens scheint die Herstellung von MAA nicht trivial, was vermutlich auch mit erheblichen Kosten verbunden ist. Zusätzlich muss gezeigt werden, wie stark diese Substanzen in vivo filtern. Sie werden sich dem Vergleich mit synthetischen UV-Filtern stellen müssen. Es gibt zwar einige wenige Präparate, die bereits MAA beinhalten, allerdings in einer derart niedrigen Konzentration, dass die Filterwirkung vermutlich zu vernachlässigen ist und der UV-Schutz in diesen Präparationen durch die konventionelle Filtersubstanzen erreicht wird. Auch dürfte die Einarbeitung dieser Substanzen in entsprechende Grundlagen anspruchsvoll sein. Trotz dieser Hürden eine vermutlich interessante Entwicklung, von der in Zukunft sicher noch zu hören sein wird.

Sonnenschutz und Vitamin D

Eines der stärksten Argumente der Gegner von Sonnenschutzcremes ist die Tatsache, dass diese, wenn richtig angewandt, den Vitamin-D-Spiegel senken. Dies ist an sich nichts Überraschendes, sondern etwas Logisches. Da die Vitamin-D-Synthese durch UV-B stimuliert wird, liegt es auf der Hand, dass Filtern von UV-B ein Absinken der Vitamin-D-Spiegel zur Folge hat. Tritt dies nicht ein, kann man nur daraus schließen, dass die Filtersubstanz nicht wirkt.
Eine deutsch-amerikanische Arbeitsgruppe hat für verschiedene UV-Filtersubstanzen Koeffizienten für die Reduktion von Erythem und Vitamin D berechnet. Dabei zeigte sich, dass sich einzelne Filtersubstanzen ein wenig unterscheiden und es Substanzen gibt, die effizient Erythem reduzieren, dafür aber weniger Vitamin D. Die Autoren wollen nun versuchen, aufgrund dieser Berechnungen Substanzen zu entwickeln oder zu identifizieren, die maximalen Erythemschutz bei minimaler Vitamin-D-Reduktion anbieten.
Kommentar: Der Eiertanz um die Vitamin-D-Reduktion durch UV-Filter, der auch vor den Firmen nicht halt gemacht hat, ist mir unerklärlich. Ein potenter UV-B-Filter muss Vitamin D senken. Es ist befremdlich, dass Firmen für ihre Produkte in Anspruch nehmen, dass die Vitamin-D-Spiegel nicht reduziert werden. Daraus kann man nur schließen, dass die Substanz nichts wert ist oder nicht richtig angewendet wurde. Fehlt nur noch, dass die falsche Anwendung beworben wird, damit das Vitamin D ja nicht abfällt. Natürlich wäre ein UV-B-Filter, der vor Erythem und DNA-Schaden schützt, aber Vitamin D nicht absenkt, optimal und wünschenswert. Den dürfte es und wird es nicht geben, zumal das Aktionsspektrum für DNA-Schaden und Vitamin-D-Synthese zwar nicht identisch, aber doch recht ähnlich ist. Man muss sich die Frage stellen, wie die beiden Aktionsspektren entzerrt werden sollen. Es mag schon sein, dass sich die eine oder andere Filtersubstanz da ein wenig unterscheidet, ob das dann für die Praxis relevant ist, wird man sehen.
Da die Vitamin-D-Synthese durch UV-B stimuliert wird, hat das Filtern von UV-B ein Absinken der Vitamin-D-Spiegel zur Folge.

Sonnenschutz auch bei Wolken

Große Teile der Bevölkerung sind noch immer der Meinung, dass man bei Bewölkung auf der sicheren Seite ist. Die Menge an UV-A, die bei bewölktem Himmel am Boden auftrifft, kann aber erheblich sein. Hier besteht Aufklärungsbedarf.
Zusammenfassend haben alle Studien gezeigt, das die ausreichende Menge Sonnenschutz (2 mg/cm2) für die Filterung relevant ist. In der Regel wird sie deutlich unterschritten. Ein weiterer Faktor ist die ungleiche Verteilung. Aber auch die hängt von der Auftragsmenge ab. Eine Studie, in der die Verteilung einer Modellcreme mittels Woodlicht evaluiert wurde, zeigt, dass die Verteilung umso gleichmäßiger ist, je höher die aufgetragene Menge ist.
Literatur
Metadaten
Titel
Neueste Erkenntnisse zu Photoprotektoren
Update Sonnenschutz
verfasst von
Prof. Dr. med. Thomas Schwarz
Publikationsdatum
01.07.2018
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Heilberufe / Ausgabe 7-8/2018
Print ISSN: 0017-9604
Elektronische ISSN: 1867-1535
DOI
https://doi.org/10.1007/s00058-018-3563-y