Sehpigment in Hautzellen schützt vor UV-Schäden

Providence (USA) - Auch Zellen der menschlichen Haut enthalten Rhodopsin, ein Sehpigment der Augen. Es dient den Hautzellen als Sensor für UV-Strahlen, berichten amerikanische Forscher. Rhodopsin wird durch langwellige Ultraviolettstrahlung - den UVA-Anteil des Sonnenlichts - angeregt. Das löst Reaktionen aus, die die Produktion des Hautpigments Melanin verstärken. Dieser Signalweg beschleunigt die Bräunung und schützt so die Haut vor Strahlenschäden. Die Entdeckung könnte helfen, neue schnell und anhaltend wirksame Sonnenschutzmittel zu entwickeln, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Current Biology".

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Augen und Haut - die beiden einzigen Organe, die ständig der Sonnenstrahlung ausgesetzt sind - ähnliche molekulare Mechanismen nutzen, um auf Licht zu reagieren", sagt Elena Oancea von der Brown University in Providence. Ihr Forscherteam hat erstmals nachgewiesen, dass pigmentbildende Hautzellen, die Melanozyten, das Protein Rhodopsin enthalten, das bisher nur in der Netzhaut der Augen gefunden wurde. In Haut und Augen ist das Rhodopsin mit Retinal verbunden, das Licht absorbieren kann und dadurch chemische Reaktionen auslöst.

In Experimenten mit menschlichen Hautzellen zeigten die Forscher, dass UVA-Licht das mit Retinal gekoppelte Rhodopsin aktiviert und gespeicherte Kalziumionen freisetzt. Das wiederum verstärkt die Produktion der dunklen Melaninpigmente, was schon nach einer Stunde messbar ist. Einen Tag später war der Melaningehalt der bestrahlten Melanozyten bereits fünffach erhöht. Ob das neu gebildete Melanin sofort aus den Zellen transportiert und in andere Hautzellen eingelagert wird oder zunächst in den Melanozyten verbleibt, ist noch nicht bekannt. Indem das Melanin UV-Strahlung absorbiert und in Wärme umwandelt, schützt es die Haut vor Schäden. Dieser jetzt entdeckte schnelle Mechanismus eines natürlichen UV-Schutzes könnte zur Entwicklung neuer Sonnencremes beitragen, so die Forscher.

Die UV-Strahlung des Sonnenlichts, der die Haut ausgesetzt ist, besteht zu 95 Prozent aus UVA-Strahlung mit Wellenlängen zwischen 315 und 400 Nanometern und zu 5 Prozent aus UVB-Strahlung mit Wellenlängen zwischen 280 und 315 Nanometern. Hohe Dosen von UVB-Licht verursachen DNA-Schäden, die nach mehr als zwölf Stunden die Melaninproduktion ankurbeln und einige Tage später die Haut bräunen. Dagegen bewirkt die UVA-Strahlung Hautschäden durch oxidativen Stress und verstärkt über den Rhodopsin-Sensor die Melaninbildung bereits nach einer Stunde, was die Hautbräunung beschleunigt.