Spaß in der Sonne: eine neue Generation von Korallenfreundlichen Sonnencremes

Geschrieben von:  Danielle Moloney

Herausgegeben von: Jasmine Haskell

Übersetzt von: Marina Elisabeth Rottmueller

Übersetzung bearbeitet durch: Kristina Beck

Abbildung mit freundlicher Genehmigung von savethereef.org

Einleitung

Korallenriffe sind eine der beliebtesten Touristenattraktionen weltweit, insbesondere in warmen Ländern, wo die Sonne oft scheint. Während Touristen zu Riffen strömen und im Meer baden, um zu sehen, was sich unter der Oberfläche befindet, bringen sie einen ungebetenen Besucher mit: Sonnencreme! Sonnencreme wird empfohlen, um unsere Haut vor schädlicher ultravioletter (UV) Strahlung zu schützen, welche zu ernsten Gesundheitsproblemen führen kann. Verbindungen wie Oxybenzon werden in Sonnencreme verwendet, um UV-Strahlen zu blockieren. Dies ist jedoch ein zweischneidiges Schwert, wenn es um Riffe geht: Während es für uns Menschen wichtig ist, die Sonnenstrahlen abzublocken, sind Korallenriffe wegen der in ihren Polypen lebenden photosynthetischen Algen (Zooxanthellen) auf Sonnenlicht angewiesen. Wenn Menschen in der Nähe von Riffen schwimmen, löst sich Sonnencreme von ihrer Haut und kann die Sonnenstrahlen davon abhalten, die Korallen darunter zu erreichen. Das kann oft dazu führen, dass Korallen bleichen oder sogar absterben. Des Weiteren können Korallen diese kleinen Moleküle, aus denen die meisten Sonnencremes bestehen, aufnehmen, was zu inneren Schäden in den Tieren führen kann.

Im Rahmen einer Studie von Zeng et al. wurde eine neue Art von Sonnencreme entwickelt, die minimale Auswirkung auf Haut, Algen und Korallen hat. Indem sie ein großmolekulares Polymer geschaffen haben, haben sie es geschafft, die Haut vor schädlichen Sonnenbränden zu schützen, während gleichzeitig Korallen vor der Aufnahme der Substanz geschützt werden.

Ein Hoffnungsschimmer

Zeng et al. haben neue synthetische Polymere in ihrem Labor entwickelt und getestet, ob diese schädliche UV Strahlung effektiv abblocken können. Ein Polymer ist eine Substanz, die hauptsächlich aus vielen Molekülen mit ähnlicher Struktur besteht, die miteinander verbunden sind. Das Ziel der Studie war es, eine neue Option für Sonnenschutzmittel zu schaffen, die die Umwelt nicht unbeabsichtigt schädigt. Die meisten aktuellen Sonnenschutzmittel setzen kleine Molekülstrukturen in Gang, um Strahlen zu blockieren. Zeng et al. dagegen haben versucht eine große Molekülstruktur herzustellen, die zu groß ist, um in die menschliche Haut oder in Meereslebewesen wie Korallen und Algen aufgenommen zu werden.

Um ihre neu entwickelte Substanz zu untersuchen, setzten die Forschenden Mäuse, die zuvor mit einer Reihe von verschiedenen Substanzen behandelt wurden, der Sonne aus, und haben dann das Ausmaß des “Sonnenbrandes” gemessen. Dabei wurden alle institutionellen Richtlinien für die Pflege und den Einsatz von Versuchstieren eingehalten. Sie setzten auch Korallen Meerwasser aus, dem die gleichen Substanzen zugesetzt wurden, und untersuchten das Bleichen der Korallen.

Dabei haben sie herausgefunden, dass das von ihnen hergestellte großmolekulare P(3)-Polymer den Sonnenbrand deutlich stärker reduziert als bei unbehandelten Mäusen oder sogar bei Mäusen, die mit Oxybenzon behandelt wurden, einem Wirkstoff, der in den meisten Sonnenschutzmitteln verwendet wird (Abbildung 1). Sie fanden auch heraus, dass mit P(3) behandelte Korallen nicht bleichen, während Oxybenzon am 6. Tag der Exposition eine vollständige Bleiche verursachte (Abbildung 2). Diese Ergebnisse sind vielversprechend für diejenigen, die in der Nähe von Riffen schwimmen gehen möchten.

Allerdings bestehen Bedenken bei dem neuen Polymer von Zeng et al., dass es nicht biologisch abbaubar ist. Die Hauptkette in der Substanz kann nicht biologisch abgebaut werden, obwohl alternative Polymerisationsmethoden (z. B. die Herstellung einer Ringstruktur) dieses Problem lösen können. Weitere Untersuchungen sollen prüfen, wie dieses Problem angegangen werden kann und ob die Kombination des Polymers mit anderen Verbindungen einen natürlichen Abbau ermöglicht.

Abbildung 1. Diese Abbildung zeigt das Ausmaß der Hautläsion nach UV-Exposition bei Labormäusen nach der Behandlung mit verschiedenen Substanzen. Mäuse, die mit dem P(3)-UV-blockierenden Polymer behandelt wurden, entwickelten nach der UV-Exposition keine Hautläsionen. Dies war auch der Fall, wenn Mäuse, die mit Oxybenzon (Wirkstoff in den meisten Sonnenschutzmitteln) behandelt wurden, Läsionen entwickelten. P(3) war daher am erfolgreichsten bei der Blockierung schädlicher Strahlen. Abbildung mit freundlicher Genehmigung von MacKnight et al., 2022 .

Abbildung 2. Diese Abbildung zeigt den Effekt von verschiedenen Behandlungen mit Substanzen aus Sonnenschutzmitteln auf Korallen.  Behandlungen ohne Zusatz einer Substanz und mit Methanol (MeOH) dienten als Kontrollen, P(3) ist das neue UV-blockierende Polymer, Oxybenzon ist eine Verbindung in typischen Sonnenschutzmitteln und Avobenzon wird in umweltfreundlicheren Sonnenschutzmitteln verwendet. Die Korallen gedeihen immer noch, wenn sie dem UV-blockierenden P(3) ausgesetzt sind, während sie unter Einwirkung von Oxybenzon vollständig gebleicht sind. Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Zeng et al., 2023.  

Schlussfolgerungen

Kommerziell verfügbare Sonnenschutzmittel stellen eine Gefahr sowohl für die Gesundheit des Menschen als auch der Umwelt dar. Aufgrund ihrer kleinen Molekülstruktur werden sie leicht von der menschlichen Haut aufgenommen und stellen daher nachweislich ein Gesundheitsrisiko für die Benutzer dar. Zum Beispiel steht eine Verbindung in Oxybenzon-Sonnenschutzmitteln, Benzophenon-3, im Verdacht, ein Hormondisruptor zu sein. Der Mensch muss jedoch Sonnenschutzmittel verwenden, um seine Haut vor schädlichen UV-Strahlen zu schützen. Darüber hinaus können diese Verbindungen in Riffe, Algen und andere Meereslebewesen eindringen, Schaden anrichten und manchmal auch zum Tod zu führen. Die Verwendung eines neuartigen großmolekularen Polymers stellt eine vielversprechende Lösung für aktuelle Probleme bei der Verwendung von Sonnenschutzmitteln dar. Diese Erkenntnisse könnten zu einer neuen Generation von umweltfreundlicheren Sonnenschutzmitteln führen.

Lesen Sie hier die komplette Studie von Zeng et al., 2023.

Bitte kontaktieren Sie die Autorin falls Sie Fragen haben: dmoloney@fandm.edu.