Eine aktuelle Studie zeigt, dass ultraviolette Strahlung die Mikrostruktur der menschlichen Haut verändert, insbesondere ihre Wirkung auf Kollagen, wodurch die Haut stärker wird. Diese Studie liefert Einblicke in die biologischen Gründe, warum die Haut von Menschen nach längerer Sonneneinstrahlung „ledrig“ erscheint.

Es wird allgemein angenommen, dass eine längere Sonneneinstrahlung die Haut schließlich verhärtet. Denken Sie an die „ledrige“ Haut von Landwirten, Straßenarbeitern und anderen, die längere Zeit im Freien arbeiten oder im Sommer häufig den Wintergarten oder den Strand aufsuchen.

Trotz dieser Beobachtungen gibt es bisher jedoch nur wenige Studien, die biologisch erklären können, warum dies geschieht.

Forscher der Binghamton University haben kürzlich im Journal of Mechanical Behavior of Biomedical Materials eine Studie veröffentlicht, in der untersucht wurde, wie ultraviolette Strahlung die Mikrostruktur der menschlichen Haut verändert. Besonders betroffen ist Kollagen, das faserige Protein, das Gewebe, Sehnen, Knorpel und Knochen in unserem Körper zusammenhält.

„Wir möchten hier nicht den Angstfaktor „Geh nicht in die Sonne gehen“ hinzufügen“, sagte Guy German, außerordentlicher Professor am Department of Biomedical Engineering der Binghamton University. „Aber eine längere Einwirkung von UV-Strahlen verhärtet die Haut und führt zu einem erhöhten Krebsrisiko.“

Abraham Ittycheri, ein Doktorand in der Abteilung für Biomedizinische Technik der Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Zachary Lipsky '21, Ph.D., und Assistenzprofessorin Tracy Hookway leiteten die Forschung mit Deutsch.

Die neue Studie baut auf früheren Untersuchungen von German und Lipsky auf, die sich auf das Stratum Corneum, die oberste Hautschicht, konzentrierten. Diesmal verglich das Team der Binghamton University Hautproben voller Haut vor und nach unterschiedlich starker UV-Exposition.

„Eine Möglichkeit, die Materialeigenschaften der Haut zu charakterisieren, besteht darin, mechanische Dehnungstests an der Haut durchzuführen. Wenn sich die Haut leicht dehnen lässt, ist sie relativ nachgiebig, wenn sie sich jedoch viel schwerer dehnen lässt, kann man sagen, dass sie viel steifer ist“, sagte Ittycheri. „Mein Experiment bestand darin, die einzelnen Auswirkungen von UV-Strahlen zu untersuchen und sie mit einer Situation zu vergleichen, in der die Haut keinen UV-Strahlen ausgesetzt ist.“

Die Forscher fanden heraus, dass die Kollagenfasern in der Haut dichter zusammengepackt werden, wenn die Haut mehr UV-Strahlung absorbiert, was zu einer erhöhten Steifheit führt und das Gewebe schwieriger zu brechen macht. Die Deutschen glauben, dass dies mit der Cross-Linking-Aging-Theorie zusammenhängt, die besagt, dass die Anhäufung schlechter molekularer Bindungen im Laufe der Zeit zu zellulärer Dysfunktion führt.

Hookway, die Anfang des Jahres für ihre Arbeit an Herzzellen einen CAREER Award der National Science Foundation erhielt, glaubt, dass es Ähnlichkeiten in der Art und Weise gibt, wie Herzzellen und Hautzellen mit Schäden umgehen, auch wenn ihre Funktionen sehr unterschiedlich sind.

„Unser Körper hat diese natürliche Reaktion, wenn irgendein Gewebe irgendeine Art von Schaden erleidet, und dieser Schaden tritt wahrscheinlich im Stratum Corneum auf“, sagte sie. „Erstens: Wo immer eine Schwächung vorliegt, muss diese durch den Rest des Gewebes ausgeglichen werden, sonst kommt es zu einem katastrophalen Versagen. Das Gleiche passiert mit dem Herzen, wenn man einen Myokardinfarkt hat – es entstehen Narben und das Herz funktioniert nicht mehr auf die gleiche Weise.“

Sie fügte hinzu, dass die Reaktion des Körpers manchmal darin besteht, Sie am Leben zu halten, aber das ist nicht unbedingt ein gutes Ergebnis und kann später zu anderen medizinischen Problemen führen. Zu verstehen, wie dies geschieht, könnte es zukünftigen Ärzten ermöglichen, die Reaktionen in eine gesündere Richtung zu lenken.

Im Anschluss an diese Studie sind bereits weitere Kooperationen zwischen Iticelli, Gelman und Hukovi in ​​Planung. Unsere Haut ist das größte Organ des Körpers und die erste Verteidigungslinie gegen Mikroorganismen und andere äußere Einflüsse. Daher ist es offensichtlich von Vorteil, sie zu erhalten und sogar zu stärken.

„Jede Störung der normalen Prozesse der Haut kann äußerst gefährlich und schädlich für unseren gesamten Lebensstil sein“, sagt Ittycheri. „Und dabei geht es noch nicht einmal um den Schönheitsaspekt. Wenn die Haut einer Person nicht gut aussieht, stellt das ihre Wahrnehmung von sich selbst auf die Probe.“