Blaues Licht

Blaues Licht ist in unserem zunehmend digitalisierten Leben ebenso allgegenwärtig wie in sichtbarem Sonnenlicht. Neuere Untersuchungen mit verbesserten Methoden zeigen, dass sowohl künstliches als auch natürliches blaues Licht in seiner hautschädigenden Wirkung lange unterschätzt wurde.

 

Blaues Licht wurde in seiner Auswirkung auf die Haut bisher kaum untersucht.

Bisher wurde langwelliges blaues Licht, ob von LED-Geräte ausgestrahlt oder von der Sonne, in seinen Auswirkungen für die Hautalterung und Hautschädlichkeit kaum beachtet.

Eine neuere experimentelle Untersuchung zeigt jedoch, dass blaues Licht von digitalen Geräten, wie Smartphones, Tablets oder Fernseher, Hautschäden verursachen und die Hautalterung beschleunigen kann. Die Vermutung liegt nahe, dass auch blaues Licht von der Sonne schädlich ist, insbesondere da die Bestrahlungsstärke der Sonne höher ist als die von LED-Geräten. Die Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, besteht zu 44% aus sichtbarem Licht, darunter das blaue Licht. Einige Studien weisen darauf hin, dass blaues Licht die Melagonese stimuliert und zu Hyperpigmentierungsstörungen beitragen kann. Natürliches blaues Licht in realistischen Dosen scheint für die Haut schädlich zu sein, da es oxidativen Stress erzeugt, der irreversible Schäden durch Lipidperoxidation, Proteinoxidation und Überproduktion von MMP-1 verursacht.

Solche schädlichen Auswirkungen auf die Haut konnten in einer experimentellen Untersuchung für LED-Blaulicht bei normalem Nutzungsverhalten digitaler Geräte nachgewiesen werden.

Die bisher verfügbaren Daten zur Wirkung von Blaulicht auf die Haut wurden an sehr einfachen Zellmodellen gewonnen, die kaum mit der menschlichen Haut vergleichbar sind. Die neue experimentelle Studie arbeitete mit 3-D Hautmodellen.

Einlagige Keratinozytenmodelle bzw. Hautexplantate wurden mit einer lichtemittierenden Diode (LED) mit einem ähnlichen Emissionsspektrum wie Smartphones oder Fernsehgeräte (420-480nm mit einer Spitze bei 450-453nm) bestrahlt.

Die Untersuchung stellte fest, dass Blaulicht von digitalen Geräten der Gesundheit der Haut schaden und zu vorzeitiger Hautalterung führen kann.

 

Die Ergebnisse im Überblick:

 

Blaues Licht erzeugt ROS (reaktive Sauerstoffspezies) in der Haut.

In der oben genannten Untersuchung war die intrazelluläre Konzentration von ROS in Keratinozyten durch LED-Exposition deutlich erhöht. Zu den schädlichen Wirkungen der ROS zählen die Störung von Signalwegen und somit des Zellstoffwechsels, die Beeinträchtigung der Struktur und Funktion von Proteinen und Lipiden. Daraus resultieren chronische Entzündungen, Störung der Immunfunktion. ROS verstärken die Expression von Matrix-Metalloproteasen, die die extrazelluläre Matrix während der chronologischen Hautalterung abbauen, und die Prozesse der lichtbedingten Hautalterung.

Im Experiment wurde festgestellt, dass die Konzentration von ROS in den Keratinozyten nach der LED-Blaulicht-Bestrahlung größer war als in den Fibroblasten. Die Keratinozyten scheinen gegenüber oxidativem Stress besonders empfindlich zu sein und müssen besonders geschützt werden.

 

Blaues Licht verursacht in der Haut oxidative Schäden durch Freisetzung von 4-HNE.

Im Experiment rief LED-Blaulicht in Keratinozyten oxidativen Stress hervor, der Lipidperoxidation verursacht.  Dabei bildet sich ein sehr toxisches Nebenprodukt der Lipidperoxidation, 4-HNE (4-Hydroxy-2-nonenal). Dieser Biomarker für oxidativen Stress verändert wichtige Biomoleküle, u.a. Proteine, DNA, Phospholipide.

Diese toxische Verbindung sammelt sich auch in UVB-Strahlung ausgesetzter Haut und in normal gealterter Haut an. Die Annahme, dass blaues Licht die Hautalterung beschleunigt, liegt also nahe.

Blaues Licht schadet auch den Mitochondrien. Da diese ein Haupterzeuger reaktiver Sauerstoffverbindungen sind, wird der oxidative Stress weiter angekurbelt.

 

Oxidativer Stress durch blaues Licht führt zur Proteinschädigung in Dermis und Epidermis.

Die experimentelle Studie konnte zeigen, dass von LEDs ausgestrahltes blaues Licht die Konzentration von carbonylierten Proteinen in der Dermis und von Nitrotyrosin in der Epidermis erhöht. Carbonylierte Proteine und Nitrotyrosin entstehen durch ROS nach Bestrahlung der Haut mit blauem Licht als Biomarker für oxidativen bzw. nitrosativen Stress und zeigen Gewebeschäden an. Blaues Licht führt nicht nur zur Bildung von ROS, sondern regt wahrscheinlich auch die NO-Produktion an. Stickstoff wird in der Haut nach der Auslösung von Abwehrmechanismen gebildet, wodurch die Anhäufung von Nitrotyrosin erklärt werden könnte. Nitrotyrosin entsteht, wenn Tyrosin und Tyrosinreste in Proteinen von reaktiven Stickstoff- und Sauerstoffspezies angegriffen werden.

Die Haut erfährt durch die Blaulicht-Exposition also oxidativen und nitrosativen Stress. Blaues Licht kann an der Haut demnach die gleichen Schäden verursachen wie UVB-Strahlung, die zu erhöhten Werten von Nitrotyrosin und carbonylierten Proteinen führt.

 

Blaues Licht führt zu Hautschäden durch Überexpression von MMP-1 und Proteinoxidation.

MMP-1 ist eine Matrix-Metalloprotease, ein Enzym, das für den Abbau der extrazellulären Matrix während der chronologischen Hautalterung verantwortlich ist. Exprimiert wird es vor allem durch Keratinozyten und Fibroblasten mit Substraten aus Kollagen Typ I und III.

Gut belegt ist, dass UVA- und UVB-Strahlen die Bildung von MMP-1 steigern und lichtbedingte Hautalterung und Hautkrebs begünstigen. Das veränderte Kollagen verliert seine Wasserbindefähigkeit; folglich verliert die Haut ihre Prallheit und wird faltig.

 

Blaues Licht mit einem Emissionsspektrum wie alltägliche LED-Geräte (420-480nm mit einer Spitze bei 450-453nm) führte im Experiment zur Überexpression von MMP-1 und zu Hautschäden.

 

Fazit: Blaues Licht schadet der Haut und lässt sie schneller altern

LED-Blaulicht und natürliches blaues Licht wirken auf die Haut ähnlich wie UVB-Strahlen und begünstigen die vorzeitige Hautalterung. Die Haut sollte darum vor blauem Licht genauso geschützt werden wie vor UV-Licht.

 

Kosmetik zum Schutz vor blauem Licht

In der experimentellen Studie zur Wirkung von LED-Blaulicht auf die Haut konnte gezeigt werden, dass ein Extrakt aus den Blättern von Lespedeza capitata (LCE) die Keratinozyten und Hautexplantate vor Schäden durch blaues Licht schützt.

 

INCI: Lespedeza Capitata Flower/Leaf/Stem Extract

CAS-Nr. 84837-05-8

Andere Bezeichnungen: Roundhead Lespedeza, Roundhead Bushclover, Buschklee

Im Experiment verringerte der LCE-Extrakt die Bildung von ROS, 4-HNE, carbonylierten Proteinen, Nitrotyrosin und MMP-1.

 

Die Ergebnisse im Einzelnen:

Zum Schutz der Zellen vor der Bildung von ROS erwies sich LCE-Pflanzenextrakt in einer Konzentration von 1% als wirksam. Vor der Bestrahlung mit blauem Licht wirkte er 24 Stunden lang auf Keratinozyten ein. Wahrscheinlich wirkt LCE durch die Aktivierung endogener Schutzsysteme, indem er die Proteinexpression eines Transkriptionsfaktors stimuliert, der die adaptive Antwort auf Oxidantien reguliert und für die Widerstandsfähigkeit der Haut gegenüber oxidativem Stress wesentlich ist.

Zum Schutz der Haut vor der Freisetzung von 4-HNE wurde der Pflanzenextrakt LCE in 3% Konzentration eingesetzt. Nach der Exposition gegenüber LED-Blaulicht war die Menge von 4-HNE deutlich reduziert.

In eine Konzentration von 3% reduzierte der Pflanzenextrakt LCE die Ansammlung von zwei Markern für oxidativen bzw. nitrosativen Stress.

Die Anwendung von LCE-Pflanzenextrakt vor und nach der LED-Blaulicht-Exposition verminderte die MMP-1-Überexpression.

 

Cosmacon entwickelt aktuellen Blaulichtschutz

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Quellen:

H. Chajra, D. Garandeau, F. Joly, M. Frechet: „Langwelliges blaues Licht schädigt menschliche Haut“; sofw journal 1/2-2020

siehe auch.  https://www.cosmacon.de/hev-licht/