Die Chemie beim Sonnenbaden

Hallo und ganz herzlich willkommen! Sommer, Sonne uns Sonnenbaden. Es ist angenehm. Außerdem entspricht eine dezente Bräunung dem gegenwärtigen Schönheitsideal (2014). Dabei ist das Sonnenbaden nicht ungefährlich. Ein Übermaß führt zu Hautalterung, Absterben von Zellen, DNA-Schäden und Hautkrebs. Wodurch werden die Schäden verursacht? Das Licht der Sonne

Frequenz bzw. Wellenlänge von Licht überstreicht einen recht großen Bereich. Der Anteil der Sonnenstrahlen ist dabei relativ klein; von Infrarot bis Ultraviolett. Die langwelligen Infrarotstrahlen sind die Wärmestrahlen. Die kurzwelligen ultravioletten Strahlen erwärmen nicht. Sie führen zur Bräunung der Haut. Aber auch zu deren Zerstörung. Die für die Haut relevante UV-Strahlung besteht aus der langwelligeren UV-A und der kurzwelligeren (energiereicheren) UV-B.

UV-A Wellenlänge: 315–380 nm Diese Strahlen gelangen zur Lederhaut. Es entsteht eine nur Stunden anhaltende, kurzfristige Bräune. UV-A bietet kaum Lichtschutz. Das Licht führt zur Schädigung der Kollagene - die Haut verliert Spannkraft und altert früh. Es kommt zu einem hohen Melanomrisiko durch Bildung freier Radikale. Das Sonnenbrandrisiko ist hoch, da ein wichtiger Schutzstoff, Melamin, eine Konformationsänderung erfährt.

UV-B 280–315 nm Diese kürzeren Wellen bewirken in der Oberhaut ca. 72 Stunden verzögert die Bildung von Melanin. Die Entstehung dieses Pigmentstoffes führt zu echtem Lichtschutz.

Melanin Der Ausgangsstoff für Melanin ist die Aminosäure Tyrosin. An den entsprechenden Reaktionen sind die UV-Strahlen, Enzyme und Sauerstoff beteiligt. Die entsprechenden Schritte sind (vereinfacht): 1. Hydroxylierung 2. Cyclisierung 3. Decarboxylierung 4. Polymerisierung Melanin ist ein konjugiertes Pi-Elektronensystem. Das Molekül kann daher Licht im UV-Bereich absorbieren. Somit liefert Melanin einen gewissen begrenzten Strahlenschutz. Das gilt allerdings nur für wohldosierte Bräunung. UV-B - Strahlen dringen weniger tief ein als UV-A, aber sie bewirken stärker einen Sonnenbrand. Sie führen zur Bildung des anti-rachitischen Cholecalciferol (Vitamin D3) in der Haut. Damit könnten sie vorbeugend gegen einige Krebsformen sein. Nichtdestotrotz besitzen UV-B-Strahlen die stärkste kanzerogene Wirkung für die Entstehung von Basalzellkarzinomen und Plattenepithelkarzinomen.

Schutz vor Sonnenbrand Es gibt zwei grundsätzliche Strategien: 1. UV-Absorption und 2. UV-Reflexion.

1. Absorption Hier wird das gleiche Prinzip ausgenutzt, das wir schon beim Melanin kennengelernt haben. Stoffe, die über ausreichend große Pi-Elektronensysteme verfügen, absorbieren einen großen Anteil der UV-Strahlen. 4-Aminobenzoesäure Diese Verbindung wird nicht mehr eingesetzt, da sie Allergien auslösen kann. Phenylbenzimidazolsulfonsäure Diese Verbindung besteht aus drei Fragmenten: Benzimidazol, der Phenylrest und Sulfonsäuregruppe. Das System ist konjugiert von geeigneter Ausdehnung und kann daher UV-Strahlen gut absorbieren.

2. Reflexion Titanweiß ist ein Weißpigment. Es handelt sich um Titan(IV)-oxid, das gefährliche UV-Strahlen wunderbar reflektiert und somit die Haut vor Sonnenbrand schützt.

Strahlenschutz UV-Strahlen sind, unkontrolliert auf die Haut gerichtet, eher schädlich als nützlich. Was sollte man bedenken? - Von 11 Uhr bis 15 Uhr ist die Strahlenbelastung am größen. - Im Gebäude beträgt die Strahlenbelastung lediglich 10 - 20% des Wertes unter freiem Himmel. - Mit zunehmender Höhenlage nimmt die UV-Belastung zu. - Wolken bieten nur bedingt Schutz und erhöhen mitunter die Intensität. - Schatten reduziert die UV-Belastung effektiv. - In 0,5 m Wassertiefe beträgt die Strahlenintensität noch 40% des ursprünglichen Wertes. - Heller Sand reflektiert bis zu 25% der Strahlung. - Schnee hat ein Reflexionsvermögen von bis zu 80%.

Das war es auch schon wieder für heute. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg Euer André