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Veröffentlicht: 10.03.2017, 11:00 Uhr

Natürlicher UV-Schutz Algen treiben den Sonnenschutzfaktor in die Höhe

Wer ihn schon mal hatte, der will ihn nie wieder – den Sonnenbrand. Forscher aus Spanien haben nun einen UV-Filter entdeckt, den auch Algen nutzen. Wenn alles klappt, kommt der Supersonnenschutz bald auf den Markt.

von Uta Bilow
© mauritius images Egal ob groß, ob klein – Sonnenschutz muss seien.

Gerade zum Winterende freut man sich über jeden Sonnenschein. Schließlich fördern Licht und Wärme das Wohlbefinden. Doch Sonnenstrahlung kann auch schnell gefährlich werden, wenn die Haut noch nicht an sie gewöhnt oder nicht ausreichend geschützt ist. Dann drohen Sonnenbrand und Spätfolgen wie vorzeitige Hautalterung oder gar Tumore. Sonnenschutzmittel, die die gefährliche ultraviolette Strahlung abfangen, sind deshalb für die Gesundheitsvorsorge wichtig. Wissenschaftler aus Spanien haben nun eine neue Familie von UV-Filtern entdeckt, die den Lichtschutzfaktor von kommerziellen Sonnenschutzmitteln erheblich verbessern. Vorbild für die neuen Filter sind Substanzen, mit denen sich im Meer lebende Algen und Cyanobakterien vor zu viel Sonneneinstrahlung schützen.

Organismen, die an Orten mit starker ultravioletter Bestrahlung leben, haben sich an diese Standorte angepasst. In Wüsten, der Antarktis, an Hochgebirgsstandorten und in den Ozeanen findet man daher Mikroorganismen, die ihren eigenen Sonnenschutz synthetisieren. Zu diesen Schutzsubstanzen gehören auch die sogenannten MÄA, die Mycosporin-ähnlichen Aminosäuren. Die Bezeichnung leitet sich davon ab, dass man die kleinen, aber kompliziert gebauten Moleküle zuerst bei Pilzen gefunden hat. Später konnten mehr als 30 verschiedene Varianten dieser Substanzen aus Bakterien, Algen und Cyanobakterien isoliert werden. Alle diese Moleküle haben als zentrale Einheit einen Kohlenstoff-Sechsring mit einer Doppelbindung, ein Cyclohexenon oder ein Cyclohexenimin. Von diesem Grundgerüst ausgehend, haben Diego Sampedro von der Universität von La Rioja und seine Kollegen die neuen Sonnenschutzmittel entwickelt.

Durchgehend der spanischen Sommersonne ausgesetzt

Die Wissenschaftler haben zunächst die Eigenschaften von acht verschiedenen Grundgerüsten mit einem Cyclohexenon- oder einem Cyclohexenimin-Kern berechnet, etwa das Absorptionsspektrum oder die Lebensdauer des angeregten Zustands. Dadurch konnten sie vorhersagen, welchen Bereich der UV-Strahlung ein Molekül abfängt und ob es überhaupt stabil ist. Diese Simulationen zeigten, welches Grundgerüst am wirksamsten ist. Anschließend stellten die Chemiker im Labor 20 verschiedene Varianten dieses Moleküls her, um die gewünschten Eigenschaften verbessern zu können. Die produzierten Verbindungen absorbieren im UV-Bereich sehr stark. In einem Test wurden die neuen Verbindungen einer Sonnenmilch mit marktüblichen UV-Filtersubstanzen zugesetzt. Die kommerzielle Creme hatte einen Lichtschutzfaktor von 30. Nach Zugabe der neuen Filter stieg dieser Wert auf 73. Der UV-A-Schutz erhöhte sich von zwölf auf 23, wie die Forscher in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten.

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Die neuen UV-Filter sind äußerst stabil. Eine Probe wurde auf dem Dach des Laborgebäudes vier Monate lang durchgehend der spanischen Sommersonne ausgesetzt. Die Forscher konnten anschließend keine Zersetzung oder einen Abbau der Substanz feststellen. Damit sind die Verbindungen kommerziellen Stoffen deutlich überlegen. Bevor sie kosmetischen Mitteln zugesetzt werden können, müssen allerdings toxikologische Untersuchungen erfolgen. Erst wenn nachgewiesen ist, dass die Verbindungen gesundheitlich unbedenklich sind — also beispielsweise keine Allergien auslösen oder hormonartig wirken —, kann ihre Zulassung erfolgen. Derzeit sind in der EU 27 organische Substanzen als UV-Filter zugelassen. Dazu kommen Zinkoxid und Titanoxid. Die winzigen weißen Teilchen streuen und reflektieren die Strahlung und bewirken damit ebenso einen Schutz wie die organischen UV-Filter, die die Energie absorbieren und beispielsweise in Wärme umwandeln. Auch für eine Anwendung in Kunststoffen, Farben oder Lacken könnte der neuartige Sonnenschutz interessant sein.

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