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Wie schützt Melanin die Haut vor UV-Strahlung?

Frau reckt Gesicht zur Sonne
Die Melanintypen, die dem Körper zur Verfügung stehen, sind genetisch festgelegt und bestimmen die Farbe der Haut, der Haare und der Iris. | Bild: detailblick-foto / AdobeStock

Melanin sind rötliche, braune und schwarze Pigmente, die unserer Haut, den Haaren und Augen die individuelle Farbe verleihen. Beim Menschen sind vor allem zwei Melanin-Arten bekannt: Phäomelanin und Eumelanin. Neben der Farbgebung hat Melanin zudem eine wichtige Schutzfunktion vor der UV-Strahlung der Sonne

Wie wird Melanin gebildet?

In die Epidermis eingebettete Zellen – sogenannte Melanozyten – sind verantwortlich für die Produktion von Melanin. Dabei handelt es sich um spezialisierte Zellen, die kleine Zellorganellen, die Melanosomen, enthalten. In diesen Melanosomen kann aus der Aminosäure Tyrosin, unter Beteiligung des Enzyms Tyrosinkinase, Melanin gebildet werden. Durch UV-Strahlung der Sonne wird die Tyrosinkinase aktiviert, und somit die Melaninproduktion angeregt. 

Die Melanozyten haben mehrere Verästelungen, über die sie umliegende Zellen erreichen und das gebildete Melanin weitergeben können. Die Anzahl der Melanozyten ist bei jedem Menschen in etwa gleich. Je nach Pigmentierungstyp unterscheiden sie sich jedoch darin, wie viel Melanin und welchen Melanintyp sie bilden können. 

Mischung verschiedener Untertypen bestimmt den Pigmentierungstyp

Die verschiedene Arten von Melanin unterscheiden sich vor allem in der Farbgebung und der Schutzwirkung. Phäomelanin erscheint gelblich bis rot und hat eine geringere UV-Schutzwirkung als das dunkelbraun bis schwarz gefärbte Eumelanin. 

In welcher Konzentration und Mischung die beiden Melanintypen dem Körper zur Verfügung stehen, ist genetisch festgelegt. Sie bestimmen die Farbe der Haut, der Haare und der Iris. Sprich je dunkler die Haut, Haare und Augen, desto mehr Melanin wird vom Körper produziert.

Dieser genetisch codierte Pigmentierungstyp legt auch fest, wie lange die jeweilige Eigenschutzzeit der Haut in der Sonne ist. So kann man sich erklären, weshalb hellhäutige Menschen nicht so schnell braun werden, dafür aber sehr schnell einen Sonnenbrand bekommen.

Doppelbindungen fangen die UV-Strahlung ab

Strukturformelausschnitt von Melanin | Bild: ClickChemist

Die komplette Strukturformel des Melanins ist noch nicht aufgeklärt. Es ist aber bekannt, dass es sich um ein Copolymer handelt, sprich um ein Polymer, das aus verschiedenartigen Monomeren zusammengesetzt ist. 

Dieses Copolymer enthält viele alternierende Doppelbindungen (C=C-C=C), deren Elektronen in der Lage sind, UV-Strahlung abzufangen. 

Sie werden durch die Strahlung auf ein höheres Energieniveau angehoben und können diese Energie anschließend in Form von Wärme wieder freigeben. 

Schutzmechanismus zeitlich begrenzt

Somit schützt Melanin die oberste Hautschicht vor Schäden durch zu intensive bzw. starke Sonneneinstrahlung, indem sich die Farbpigmente in der Zelle wie ein Schutzschild um die DNA legen. Jedoch ist der Schutzmechanismus zeitlich begrenzt und hält je nach Pigmentierungstyp nur wenige Minuten bis einige Stunden an.

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