Warum schädigt Sonnenlicht die Haut und die Augen?

Altersbedingte Makuladegeneration, Augengesundheit

Sonne wärmt, spendet Energie, macht gute Laune und hilft, gesund zu bleiben. In den langen, dunklen Wintermonaten wird sie daher von vielen Menschen besonders schmerzlich vermisst. Wer kann, fliegt in den Süden. Alle anderen Sonnenanbeter müssen bis zum Sommer warten. Dafür heißt es dann aber Sonne tanken satt – aber bitte mit Sonnencreme und Sonnenbrille. Doch warum muss man sich eigentlich vor Sonnenlicht schützen? Wir erklären, was UV-Strahlung ist – und was sie ebenso nützlich wie gefährlich macht.


Eine Frau formt mit den Händen ein Herz und rahmt damit die Sonne ein

Weshalb Sonnenschutz wichtig ist

So sehr die Sonne uns im Sommer auch nach draußen lockt, so sehr sollte es mittlerweile auch ein Allgemeinplatz sein, dass zu viel Sonne, ungeschützt genossen, schwere Schäden verursachen kann. Daher zuerst die Warnmeldung: Zuviel direktes Sonnenlicht schadet der Haut und den Augen. Insbesondere Sonnenbrand gilt es zu vermeiden, denn dadurch steigt deutlich das Risiko, als Spätfolge an Hautkrebs zu erkranken. Was sich auf der Haut als Sonnenbrand bemerkbar macht, kann bei den Augen zu Bindehautentzündung führen. Direkte Sonneneinstrahlung fördert die Eintrübung der Linse und kann so schlimmstenfalls zu einem grauen Star führen. Die UV-Strahlung soll dafür verantwortlich sein. Außerdem gilt insbesondere die UV-B Strahlung als eine Ursache der altersbedingten Makuladegeneration. Im Sommer ist es also nicht nur sinnvoll, an Hautschutz zu denken, auch das Tragen einer Sonnenbrille ist empfehlenswert. Dies gilt umso mehr für Menschen, die sich überdurchschnittlich viel im Freien aufhalten oder reflektierender Sonnenstrahlung ausgesetzt sind, beispielsweise am Strand, auf dem Wasser, im Schnee oder in den Bergen. Man könnte jetzt allerdings vermuten, dass sich das Auge im Laufe der Jahrtausende an das Sonnenlicht angepasst hat. Schließlich verbringt der Mensch seit jeher die meiste Zeit seines Lebens im Freien. Doch der Reihe nach. Was ist das eigentlich, UV-Strahlung und warum ist sie so schädlich?

Wo befindet sich im Wellenspektrum das Licht

Was ist UV-Strahlung?

Verantwortlich für Schädigungen an Haut und Augen durch die Sonne ist der Teil der Sonnenstrahlung, der als UV-Strahlung bezeichnet wird. Sonnenstrahlung besteht aus einem breiten Spektrum elektromagnetischer Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen. Das reicht von Radiowellen mit einer Wellenlänge von mehreren Kilometern bis zu hochfrequenter Röntgenstrahlung von nur 0,1 Nanometern (nm) Länge. Dazwischen liegt das was wir als Sonnenlicht bezeichnen. Es handelt sich dabei um elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 380 nm, violettes Licht, bis 750 nm, rotes Licht, die für das menschliche Auge sichtbar ist. Zwischen Violett und Rot liegen noch die Bereiche für Blau, Grün, Gelb und Orange. Treffen alle Bereiche gemeinsam auf das Auge, erscheint weißes Licht. UV-Strahlung ist die Abkürzung für Ultraviolette Strahlung also Strahlung jenseits, lat. ultra, von Violett. Sie erstreckt sich über einen Wellenbereich von 100 nm bis 380 nm. Für das menschliche Auge ist sie somit nicht mehr sichtbar. Man unterscheidet drei Arten von UV-Strahlung, UV-A, UV-B und UV-C Strahlung. UV-A Strahlung umfasst den Wellenbereich von 315-380 nm und hat somit die größte Wellenlänge der UV Strahlen und damit die geringste Energie. UV-B Strahlung liegt im Bereich von 280 – 315 nm und UV-C Strahlung, also diejenige mit der meisten Energie, umfasst den Wellenbereich von 100 – 280 nm.

Wie entstehen freie Radikale?

Warum die kürzeren Wellenlängen mehr Energie enthalten lässt sich leicht mit einem Bild aus dem Urlaub erklären. Stellen sie sich vor, sie liegen auf einer Luftmatratze auf dem Meer und lassen sich von den Wellen schaukeln. Mit einem gleichmäßigen Abstand von fünf Metern heben und senken sie die Wellen gemütlich vor sich hin. Angenehm, nicht wahr? Auf einmal kommen die gleichen Wellen, jedoch in höherer Frequenz, mit nur noch 30 cm Abstand. Es ist Schluss mit Gemütlichkeit, man wird ordentlich durchgeschüttelt und landet vermutlich sogar im Wasser. Mit elektromagnetischen Wellen verhält es sich ähnlich, nur das es eben unsere Atome und Moleküle sind, die durchgerüttelt werden. Dabei ist die Energie der UV-Strahlung schon so stark, dass aus Atomen einzelne Elektronen herausgeschlagen werden können. Dadurch entstehen Ionen, also Teilchen, die eine elektrische Ladung besitzen. UV-Strahlen werden daher auch als ionisierende Strahlung bezeichnet. Ionen wiederum sind äußerst reaktionsfreudig und versuchen Bindungen mit anderen Atomen oder Molekülen einzugehen, denn sie möchten ihre Ladung so schnell wie möglich wieder loswerden. Entstehen auf diese Art Ionen im menschlichen Körper, spricht man auch von freien Radikalen, da sie unerwünschte Reaktionen auslösen können. Und deswegen müssen wir uns vor UV-Strahlung schützen.

UV Schutz durch die Erdatmosphäre

Natürlicher Schutz vor UV-Strahlung

Einen ersten Schutzschild bildet dabei die Erdatmosphäre. Die besonders energiereiche UV-C Strahlung wird durch die Atmosphäre vollständig absorbiert. Der Grund dafür liegt in der Wellenlänge, denn je höher die Frequenz, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit für die Welle, auf ein Teilchen zu treffen und reflektiert oder absorbiert zu werden. Auch der größte Teil der UV-B Strahlung bleibt auf diese Art in der Atmosphäre hängen. Nur noch etwa zehn Prozent erreichen die Erdoberfläche. Einzig die langwellige UV-A Strahlung erreicht nahezu vollständig die Erdoberfläche. Die Haut bildet unseren zweiten Schutzschild gegen die UV-Strahlung. Die langwelligen UV-A Strahlen dringen bis in die zweite Hautschicht, die Lederhaut ein. Sie können das dort liegende Bindegewebe schädigen und so die Haut schneller altern lassen. Die Haut verliert ihre Spannkraft, wird schlapp und faltig. Die Bildung freier Radikale erhöht zudem das Risiko an Hautkrebs zu erkranken. UV-A Strahlung löst allerdings auch eine kurzfristige Bräunung der Haut durch Veränderung der Melaninpigmente aus. Diese Pigmente schützen ihrerseits wiederum die Haut vor weiterer UV-Strahlung. Die kurzwelligeren UV-B Strahlen dringen weniger tief in die Haut ein. Da sie energiereicher sind, führen sie dennoch zu einer stärkeren Schädigung der Haut. Sie lösen Sonnenbrand aus und fördern das Krebsrisiko. Die Haut reagiert auf verstärke UV-B Einstrahlung mit der Bildung von Melaninpigmenten: Sie färbt sich braun. Melaninpigmente können die UV-Strahlung in Wärme umwandeln, ohne dabei frei Radikale zu bilden. Was also lange Zeit in der westlichen Welt als Ausdruck von Schönheit und gesundem Lebensstil verstanden wurde, ist lediglich eine Panikreaktion der Haut.

Sonnenlicht ist notwendig zur Bildung von Vitamin D3

Neben diesem Schönheitsideal, das vermutlich lange noch nicht ausgedient hat, haben UV-B Strahlen einen tatsächlichen Nutzen – denn es gibt nichts Schlechtes, was nicht auch für irgendetwas gut ist. Auch wenn die Haut durch übermäßige Einwirkung von UV-Strahlen geschädigt wird, das sind je nach Hauttyp 10 bis 90 Minuten, so ist ein gelegentliches Sonnenbad dennoch notwendig. Denn nur so kann in der Haut das lebensnotwendige Vitamin D3 gebildet werden. Zehn Minuten Sonnenlicht täglich werden empfohlen um ausreichend viel Vitamin D3 über die Haut bilden zu können.

Zwei Senioren fahren auf einem Rad in der Sonne und tragen Sonnenbrillen

AMD und grauer Star als Folge übermäßiger Sonnenstrahlung

Während sich die Haut mittels dichter Kleidung oder Sonnencreme recht gut vor zu viel Sonne schützen lässt, benötigt man für die Augen eine Sonnenbrille. Denn auch die Augen laufen Gefahr durch eine übermäßige Einwirkung von UV-Strahlen geschädigt zu werden. Sonnenbrand am Auge stellt sich typischerweise durch eine Bindehautentzündung dar. Während diese alsbald wieder verheilt, können die langfristigen Folgen gravierender sein. UV-Strahlung wird als eine mögliche Ursache für die Entwicklung eines grauen Stars in Betracht gezogen, da durch UV-Strahlung die ansonsten transparenten Proteine der Linse so verändert werden können, dass sie eintrüben. Übermäßige Sonneneinstrahlung steht außerdem im Verdacht durch die Bildung freier Radikale das Voranschreiten der altersbedingten Makuladegeneration (AMD) zu befördern. Einen Hinweis darauf gibt die European Eye Study von 2008. Für die Studie wurden 4753 Menschen die mindestens 65 Jahre alt waren befragt, wie sehr sie während ihrer Lebenszeit Sonnenlicht ausgesetzt waren. Zudem wurde die Konzentration der Antioxidantien Zink, Zeaxanthin, Vitamin C und Vitamin E gemessen. Von den Probanden, die an AMD erkrankt waren, hatten auffällig viele einen niedrigen Antioxidantienspiegel und gaben gleichzeitig an häufig in der Sonne gewesen zu sein.

Lutein und Zeaxanthin – Die innere Sonnenbrille

Antioxidantien sind also Teil des körpereigenen Sonnenschutzsystems. Sie unterstützen den schützenden Effekt der Hautpigmente. Zeaxanthin, ein gelblicher Pflanzenfarbstoff, erfüllt aktuellen Studien zufolge noch eine weitere Aufgabe. Die Makula ist der Punkt des schärfsten Sehens auf der Netzhaut und somit auch der Ort im Auge auf den das meiste Licht trifft. Aufgrund ihrer gelblichen Färbung wird die Makula auch gelber Fleck genannt. Die Färbung wird von Zeaxanthin und Lutein, einem weiteren Pflanzenfarbstoff, verursacht. Beide Stoffe haben die Eigenschaft UV-Licht und kurzwelliges blaues Licht zu filtern und wirken somit mutmaßlich wie eine innere Sonnenbrille. Ähnlich trickreich zeigte sich die Evolution auch im Tierreich. Einige Seevögel sind in der Lage ihre Augen mit einem rötlichen Ölfilm zu überziehen. Durch die reflektierende Wasseroberfläche sind Seevögel einer besonders intensiven UV-Strahlung ausgesetzt und benötigen daher auch einen besonderen Schutz.

Unser Körper kann sich schützen – aber nicht ausreichend

Auch der menschliche Organismus hat sich also durchaus im Laufe der Zeit an die Wirkung der Sonnenstrahlung angepasst. Tatsächlich wäre ohne Sonne ein gesundes Leben nicht möglich. Erkrankungen wie AMD und Hautkrebs sind allerdings auch eine Folgeerscheinung der steigenden Lebenserwartung. Der menschliche Körper hatte noch nicht die Zeit, sich an die verlängerte Lebensspanne anzupassen. Daher ist es umso wichtiger den Körper zu schützen und für ein gesundes Leben im Alter zu unterstützen.

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