Luftschadstoffe lassen uns alt aussehen. Feinstaub & Co. sorgen für vermehrte Altersflecken (Lentigines seniles). Zwar kann sich niemand in unseren Breiten den Schadstoffen entziehen, aber es gibt Ansätze, wie diese speziellen Alterungsprozesse durch Creme-Zusätze gebremst werden können.

Wenn von Smog in Großstädten berichtet wird, denken viele an asiatische Großstädte, in denen sich schon vor der Coronapandemie die Menschen mit Gesichtsmasken vor den Luftschadstoffen schützen wollten. Doch auch in unseren Breiten sind wir der Luftverschmutzung aus Industrie und Verkehr ausgesetzt. Und keine Frage: Luftschadstoffe setzen uns zu. Nicht nur den Atemwegen, sondern besonders der Haut. Denn sie ist unmittelbar und stets Feinstaub, Dieselabgasen etc. ausgesetzt. Vor allem an den unbedeckten Hautstellen macht sich das bemerkbar: Sie altert schneller.

Wir alle wollen zwar alt werden, aber niemand will alt aussehen. Angesichts der vielfältigen Angebote der Kosmetikindustrie, die mit wissenschaftlichen Ergebnissen wirbt, und der Maßnahmen, die die ästhetische Medizin bietet, führt die Altersforschung in der Dermatologie ein Schattendasein. Denn völlig geklärt sind die genauen pathophysiologischen Grundlagen der Hautalterung und die Einflüsse der Luftschadstoffe noch immer nicht, wie Dr. Eugenia ­Makrantonaki, Wildeshausen, auf dem diesjährigen Kongress „Dermatologie ­kompakt & praxisnah“ beklagte. Doch es lichtet sich das Dickicht:

Übeltäter ROS

In der Forschung zur Hautalterung wird unterschieden zwischen intrinsischen Faktoren (z. B. DNS, hormonelle Ausstattung) und extrinsischen Einflüssen. Hier lassen sich zwei Hauptschadkomponenten ausmachen: Die UV-Bestrahlung und die Luftschadstoffe. Durch alle diese Einflüsse entstehen freie Radikale in der Haut. Und diese reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) bewirken nichts Gutes: So kommt es beispielsweise zur Oxidation von Membranlipiden. Auf das Konto der ROS durch Luftschadstoffe gehen Umbauten der zellulären Matrix sowie Pigmentstörungen, wie Makrantonaki erläuterte.

Arylhydrocarbon-Rezeptoren: wichtig für die Hautbarriere

In Verbindung mit UV-Bestrahlung löst die Luftverschmutzung Schäden an der mitochondrialen DNS und eine gesteigerte Produktion von Entzündungsmediatoren aus. Zudem werden die Arylhydrocarbon-Rezeptoren (AhR) aktiviert. AhR haben viele Funktionen in der Haut, so sind sie beispielsweise am Alterungsprozess, der Homöostase von Immunzellen und an der Aufrechterhaltung der Hautbarriere beteiligt.

Ebenfalls haben die Luftschadstoffe (Stickoxide, Feinstaub etc.) Einfluss auf das p53-Protein, das als Tumorsuppressor eine wichtige Funktion hat. Letztlich senken Ruß und Co. in der Haut die Sebumproduktion und die Elastizität (Falten) und fördern Hyperpigmentationen.

Lentigines durch Luftschadstoffe

Gerade die Entstehung von Altersflecken im Zusammenhang mit Luftschadstoffen ist gut untersucht, wie Makrantonaki berichtete. Sie zitierte eine Studie, bei der die Hautalterung bei alten Damen (gemessen mit dem SCINEXATM = Score of Intrinsic and Extrinsic Skin Aging) in Relation zu der verkehrsbedingten Partikelemission (Ruß im Feinstaub) am Wohnort untersucht wurde. Ergebnis: Die Exposition gegenüber Luftverschmutzung korrelierte signifikant mit extrinsischen Zeichen der Hautalterung, insbesondere mit Pigmentflecken und weniger ausgeprägt mit Falten. Ein Anstieg der Rußbelastung (pro 0,5 × 10-5 pro m) und der Partikel aus dem Verkehr (pro 475 kg/Jahr/km²) war mit 20 % mehr Pigmentflecken auf Stirn und Wangen verbunden [1].

Warum die Haut dunkle Flecken kriegt

Makrantonaki stellte auch ein patho­physiologisches Modell vor, wie die umweltbedingte Lentigo-Bildung (enviroment induced lentigines = EIL) durch die Luftschadstoffe gefördert wird: Danach entstehen EILs aus dem Zusammenspiel von dermalen Fibroblasten und epidermalen Keratinozyten mit Melanozyten. Eine längere Exposition gegenüber UV-Strahlung oder PAH-belasteten (PAH: polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe = polycyclic aromatic hydrocarbons) Luftschadstoffen schädigt direkt die makromolekularen Strukturen in Hautzellen, vor allem Fibroblasten und Keratinozyten. Diese reagieren mit einer verstärkten Sekretion löslicher Faktoren, die wiederum die Reifung, Proliferation und Aktivierung von Melanozyten stimulieren. Diese Wirkung wird durch die Aktivierung des AhR-Signalsystems in Melanozyten und Keratinozyten noch verstärkt. Während der aktivierte AhR direkt zur Proliferation und Melaninsynthese in Melanozyten beiträgt, kann er Keratinozyten vor Apoptose schützen und dadurch die Freisetzung von Melanozyten-stimulierenden löslichen Faktoren aufrechterhalten. Somit kann die Kombination aus angesammelten geschädigten Makromolekülen und erhöhten Konzentrationen löslicher Faktoren die Melanozyten zur Bildung von EILs anregen [2].

Altersflecken im Experiment erzeugen

Dass die Haut durch Abgase dunkler wird, lässt sich im Experiment nachstellen: in einem Ex-vivo-Modell mit gesunder menschlicher Haut. Die Hautproben wurden über mehrere Tage mit Lösungen von Dieselabgaspartikeln (DEP) behandelt. Dabei stieg der Melaningehalt in den Proben, das heißt, sie wurden braun – vermutlich aufgrund einer erhöhten Expression der für die Melaninproduktion zuständigen Gene. Die Wissenschaftler vermuten, dass die verstärkte Melaninbildung unter der Abgasexposition ein Schutzmechanismus sein ­könnte, weil Melanin Umweltgifte binden und über die normale Hautabschilferung abtransportieren kann.

Das Experiment wurde in vivo wiederholt, in dem einer Gruppe von Freiwilligen DEP auf die Haut aufgetragen wurde, einer Vergleichsgruppe nur die Lösungsgrundlage. Auch hier zeigte sich eine fortschreitende Verdunkelung der mit DEP behandelten Haut. Biopsien, die bei 20 der Probanden von den mit DEP behandelten Stellen entnommen wurden, zeigten mehr Melanin und eine erhöhte Expression der entsprechenden Gene.

Da erhöhter oxidativer Stress Teilursache dieser Lentigines-Bildung ist, wurde in einem weiteren Schritt den Probanden ein kosmetisches Präparat mit Antioxidantien (Vitamin C, Vitamin E und Ferulasäure) vor der Schadstoff-Exposition aufgetragen. Damit konnte das Nachdunkeln der Haut deutlich reduziert werden [3].

Mit Antioxidantien gegen Altersflecken

Diese Untersuchungen deuten bereits darauf hin, dass die verstärkte Melaninbildung, wie die meisten Alterungsprozesse, durch vermehrte freie Radikale (ROS) ausgelöst wird – und dass dem oxidativen Stress mit Antioxidantien entgegengesteuert werden kann. Außer den genannten Vitaminen C und E wirken auch Vitamin B3, Coenzym Q10 und die enzymatischen Antioxidantien Katalase, Superoxiddismutase und Glutathionperoxidase dem oxidativen Stress und somit auch der Bildung von Altersflecken entgegen, so Makrantonaki.

Mehr Kollagen mit DHEA-Creme

In der Forscher-Pipeline der Anti-­Pollution-Kosmetik steckt noch mehr. Denn nicht nur oxidativer Stress, auch andere pathophysiologische Alterungsprozesse können mit topischen Maßnahmen gebremst werden. Wie Makrantonaki weiter berichtete, sind hier vor allem hormonell wirkende Substanzen wie Progesteron und Dehydroepiandrosteron (DHEA) vielversprechend. Immunhistochemische Untersuchungen der Haut von Probanden, die DHEA-Cremes in verschiedenen Dosierungen aufgetragen hatten, haben ergeben, dass sich dadurch der Androgenrezeptor in der Haut und die Kollagenbiosynthese steigern, die strukturelle Organisation der Dermis verbessert und der Stoffwechsel der Keratinozyten moduliert wird [4, 5].

Das zeigt sich auch klinisch: 40 ältere Frauen trugen vier Monate lang entweder eine 1%ige DHEA-Creme oder nur die Creme-Grundlage auf Hände und Gesicht auf. Die klinische und biophysikalische Bewertung ergab, dass sich die Talgmenge der Haut in der DHEA-Gruppe erhöht hatte. Außerdem wurde die Haut heller und dem zigarettenpapierartigen Aussehen und der epidermalen Atrophie der Haut wurde entgegengewirkt [6].

Was sonst noch die Hautalterung bremst

Auch topische Vitamin-A-Säure-Präparate, die schon längst Eingang in die Kosmetikindustrie gefunden haben, können der Hautalterung entgegenwirken, so Makrantonaki. So stimulieren Substanzen wie Retinol das Zellwachstum, die Kollagensynthese, stoßen die Typ-1-Prokollagensynthese an und füllen das durch die UV-Strahlung reduzierte Vitamin-A-Reservoir der Haut wieder auf. Mittlerweile wird laut Makrantonaki daran geforscht, ob sich durch UV-Strahlung gesetzte DNA-Schäden wieder reparieren lassen. Hier seien Externa mit Reparaturenzymen wie Fotolyase vielversprechend.

Grundlage einer guten Anti-Pollution-Kosmetik seien jedoch ein effektiver UV-Schutz und eine tägliche porentiefe Reinigung der Haut, schloss Makrantonaki.


Literatur
1. Vierkötter A et al., Airborne particle exposure and extrinsic skin aging. J Invest Dermatol. 2010 Dec;130(12):2719–26. doi: 10.1038/jid.2010.204.
2. Grether-Beck S et al., Air pollution-induced tanning of human skin, Br J Dermatol 2021;185:1026–1034. https://doi.org/10.1111/bjd.20483.
3. Nakamura M et al., Environment-induced lentigines: formation of solar lentigines beyond ultraviolet radiation, Experimental Dermatology, 24, (6) Pages 407–411, https://doi.org/10.1111/exd.12690.
4. El-Alfy M et al. Skin responses to topical dehydroepiandrosterone: implications in antiageing treatment? Br J Dermatol. 2010 Nov;163(5):968–76. doi: 10.1111/j.1365-2133.2010.09972.x. Erratum in: Br J Dermatol. 2011 Jul;165(1):228.
5. Calvo E et al., Pangenomic changes ­induced by DHEA in the skin of postmenopausal women. J Steroid Biochem Mol Biol. 2008 Dec;112(4–5):186–93. doi: 10.1016/j.jsbmb.2008.10.008.
6. Nouveau S et al., Effects of topical DHEA on aging skin: a pilot study. Maturitas. 2008 Feb 20;59(2):174–81. doi: 10.1016/j.maturitas.2007.12.004.

Quelle
Virtuelle Tagung "Dermatologie kompakt und praxisnah" der Fachgesellschaften DDG und BVDD, 20.02.2022, Vortrag: Dr. Eugenia Makrantonaki (Wildeshausen) "Schadstoffbedingte Hautalterung versus UV-Alterung, Pathophysiologie. Was nützen Reparaturenzyme, gibt es eine Anti-Pollution-Kosmetik?


Autorin:
Angelika Ramm-Fischer

Erschienen in: DERMAforum, 2022; 26 (5) Seite 18