Hautzellen besitzen augenähnlichen UV-Sensor

Unsere Haut ist dem Auge ähnlicher als gedacht: Forscher haben entdeckt, dass Hautzellen ein Sehpigment nutzen, um UV-Strahlung im Sonnenlicht zu registrieren. Dieser zuvor unbekannte Sensor erkläre, warum die Haut schon innerhalb von Sekunden auf einfallende UV-Strahlung reagieren könne“, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Current Biology“.

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„Dies ist ein sehr schneller Prozess, schneller als alles bisher Bekannte“, sagt Studienleiterin Elena Oancea von der Brown University. Sobald man in die Sonne gehe, „sehe“ die Haut, dass sie der schädlichen UV-Strahlung ausgesetzt sei. Möglich werde dies durch das Sehpigment Rhodopsin. Im menschlichen Auge ist dieses auch Sehpurpur genannte Pigment für das Hell-Dunkel-Sehen verantwortlich.

Erstmals Rhodopsin in Melanozyten entdeckt

Jetzt habe man das Rhodopsin erstmals auch in den Melanozyten, den Pigment produzierenden Zellen der Haut entdeckt, berichten die Forscher. Dort löse es bei Einfall von UV-Strahlung eine Reaktionskette aus, die zur schnellen Produktion von Melanin, dem braunen Hautpigment führe. „Auge und Haut – die einzigen beiden Organe, die ständig dem Sonnenlicht ausgesetzt sind – nutzen demnach ähnliche molekulare Mechanismen um Licht wahrzunehmen“, sagt Oancea.

Im Gegensatz zum typischen Braunwerden ist die von den Sehpigmenten ausgelöste Melaninproduktion nicht von außen sichtbar. Für die Hautzellen könnte sie dennoch essenziell sein: „Wir vermuten, dass die frühe Melaninproduktion eine erste Verteidigungslinie der Haut gegen UV-bedingte Schäden ist“, sagt Oancea. Wenn sich dies bestätige, eröffne die Kenntnis dieser Reaktion neue Möglichkeiten auch für effektivere Sonnenschutzmittel.

UV-Strahlung wirkt unterschiedlich

Das bei Sonne auf unsere Haut treffende UV-Licht besteht zu rund 95 Prozent aus UV-A-, zu fünf Prozent aus UV-B-Strahlung. Die energiereichere UV-B-Strahlung ist unter anderem für den typischen Sonnenbrand verantwortlich und löst Erbgutschäden in den Hautzellen aus.

Auch die UV-A-Strahlung verursacht Zellschäden, allerdings bewirkt sie gleichzeitig die Produktion des schützenden Hautpigments Melanin. Das Melanin absorbiert die schädliche UV-Strahlung und wandelt sie in Wärme um. Diese zellschützende Wirkung entfaltet das Pigment auch schon dann, wenn es noch nicht in genügender Menge vorliegt, um die Haut äußerlich sichtbar braun zu färben.

In den Experimenten der Forscher war es die UV-A-Strahlung, die die sekundenschnelle Reaktion der Sehpigmente auslöste. UV-B-Strahlung habe diese Wirkung nicht gehabt, sagen die Wissenschaftler.

Hautzellen in der Petrischale

Für ihre Studie hatten die Forscher das Verhalten und die biochemischen Reaktionen von Hautpigmentzellen in Zellkulturen analysiert. Nachdem sie Spuren des Sehpigments Rhodopsin in den Hautzellen entdeckt hatten, rekonstruierten sie mit Hilfe mehrerer Experimente und Analysen den Ablauf der schnellen Schutzreaktion.

Treffe UV-A-Strahlung auf die Haut, reagiere zuerst das Rhodopsin. Als Folge schütten die Melanozyten große Mengen Kalzium aus und dies wiederum führe im Laufe von rund einer Stunde zur Produktion des Melanins. (Current Biology, 2011; DOI 10.1016/j.cub.2011.09.047)

(Current Biology / dapd, 04.11.2011 – NPO)