SNV-Story #7: DSM

Die dunkle Seite der Sonne
Etwa 5 % des Sonnenlichtes kommt in Form der hochenergetischen Ultraviolett (UV)-Strahlung an. Doch was ist genau der Unterschied von UV-A- und UV-B-Strahlen? Einfach heruntergebrochen: UV-B-Strahlen erreichen nur die oberste Hautschicht und erzeugen die bekannten Rötungen, sprich den Sonnenbrand. UV-A-Strahlen hingegen dringen bis in die tieferen Hautschichten ein und sind eher für die Hautalterung zuständig. Beide Strahlungsarten tragen leider auch zur Hautkrebsentstehung bei, wobei UV-B wesentlich effektiver ist. Auch Glasscheiben halten die UV-A-Strahlen nicht vollständig ab. Ein eindrückliches Bild dazu hat das «The NEW ENGLAND JOURNAL of Medicine» 2012 publiziert. Nach 28 Jahren im Dienst ist die linke Gesichtshälfte eines Truck-Fahrers viel stärker gealtert, zeigt sogar diverse gesundheitsschädigende Veränderungen auf.

Bild: Energieverteilung der Sonnenstrahlung auf Meereshöhe
UV macht zwar nur einen kleinen Teil der Energie aus, ist aber durch den individuellen Energiegehalt jedes einzelnen Photons in der Lage, molekulare Veränderung zu bewirken. Leider verteilen sich die positiven Effekte von Sonnenlicht (Gute Laune, Hautbräunung, Vitamin D, Blutdrucksenkung) auch auf die nachteiligen Bereiche, d.h. sie passieren gleichzeitig. Die Empfehlung ist hier die Dosis zu begrenzen, und auch mit Sonnencreme nie bis zum vollen Sonnenbrand zu gehen. Mit einer vitaminreichen Ernährung kann man die Haut gut auf den oxidativen Stress vorbereiten. Allerdings sollte man es auch hier nicht übertreiben. Irgendwann ist das Antioxidans-Reservoir der Haut nämlich aufgebraucht.
(Quelle: DSM)

UV-Schutz aus der Tube
Umso wichtiger ist der Schutz vor der Sonne auf mehreren Ebenen: Aufsuchen von Schatten, schützende Kleider und hochwertige Sonnencremes helfen. Vertraut man öffentlichen Quellen im Internet, ist die erste Sonnencreme 1933 lanciert worden. Gründe dafür waren die freizügigere Bademode und neue aufkommende Sportarten, bei denen die Athletinnen und Athleten und Hobbysportlerinnen und Hobbysportler vermehrt der Sonne ausgesetzt waren. Das SNV-Mitglied und Material- und Life Science-Unternehmen DSM hat sich auf die Fahne geschrieben, ein besseres Leben für alle zu kreieren und entwickelt unter anderem UV-Filter für Sonnencremen. Wenn Sie schon mal vor einem Regal mit Sonnenschutz gestanden sind, wissen Sie, wie schwer die Wahl fällt: Cremes, Sprays, Lotionen, SPF-Optionen, Wasserfestigkeit, 24h-Schutz, chemische Filter, physikalische Filter (auch mineralische Filter). Entscheidend ist nicht der Preis, sondern die Inhaltsstoffe und die Wirksamkeit. Dieser wird als LSF (Lichtschutzfaktor) oder auf Englisch als SPF (Sun Protection Factor) angegeben. Benutzt man beispielsweise einen SPF von 30, ist man 30-fach besser geschützt als ohne Sonnencreme und Rötungen melden sich entsprechend später. Doch Dr. Jürgen Vollhardt klärt auf, dass der auf der Verpackung angegebene Schutzfaktor nur zustande kommt, wenn man auch die empfohlene Menge verwendet. Ebenso ist es essenziell, sich vor dem Sonnenbaden einzucremen und Applikationslücken zu vermeiden. Leider ist das oft nicht der Fall und dementsprechend reduziert sich auch die Schutzwirkung. Sein eindrückliches Rechnungsbeispiel: Bei einer gängigen Anwendungskonzentration von 0,4 mg/cm2, welche einem Fünftel der Empfehlung entspricht, muss man in der Praxis davon ausgehen, dass eine Lotion mit LSF 30 am Strand auch nur einen Fünftel des UV-Schutzes erreicht, also SPF 6. Das wird an den meisten Stränden zwar vor einem massiven Sonnenbrand schützen und so den weiteren Urlaub sichern, ist aber für die Krebsvorsorge nicht genug. Auf die Frage hin, ob dieser Zusammenhang nicht transparent ausgewiesen werden müsste, damit sich Sonnenanbeter nicht in falscher Sicherheit wiegen, meint Dr. Jürgen Vollhardt: «Grundsätzlich kann man Verbraucherinnen und Verbrauchern nicht vorschreiben, wie viel Sonnencreme sie verwenden sollen, sondern nur Empfehlungen aussprechen. Vielleicht wäre aber eine ausdrückliche Warnung gar nicht schlecht. Was für mich als Wissenschaftler selbstverständlich ist, nämlich «kleinere Menge = geringerer Schutz», ist möglicherweise nicht jedem so bewusst. Der angegebene SPF-Claim ist immer mit der Anwendungsmenge verknüpft. Unsere Industrie hat sich in den letzten Jahren ein Wettrennen um immer höhere SPF-Werte geliefert und heute können sie in den USA sogar SPF 100 kaufen. Zwar dauern der Tag und die Sonneneinstrahlung nirgendwo auf der Erde so lange, damit ein solcher Faktor bei korrekter Anwendung der Sonnencreme überhaupt benötigt wird. Auf der positiven Seite gleicht der hohe SPF jedoch die zu gering verwendete Produktmenge mancher Konsumentinnen und Konsumenten wieder aus. Bei nur einem Fünftel der empfohlenen Menge wäre der Schutz immerhin noch bei SPF 20. Ich denke, dass ein praktischer SPF von 10-15 am Strand einen deutlich positiven Einfluss auf die Krebsstatistik hätte, SPF 5 reicht da bei weitem nicht!».

UV-Filter mit Goldstandard
Das Testverfahren des Lichtschutzfaktors ist mittlerweile weltweit normiert. Das in der Norm SN EN ISO 24444:2020 beschriebene SPF-Verfahren und das durchaus vergleichbare Verfahren in den USA, wie es von der FDA (Food and Drug Administration) für die SPF-Messung definiert ist, erfordert arbeitsintensive, langandauernde und komplexe Humantests. Dabei werden den Probandinnen und Probanden auf einer kleinen Hautfläche erythemale Dosen von UV-Belastungen zugemutet. Deshalb besteht schon seit längerem der Wunsch nach einer alternativen Methode. Darüber hinaus führen die Komplexität des Verfahrens und einige Ungenauigkeiten dieses biologischen Tests (menschliche Probanden, Auftragen des Sonnenschutzmittels durch Menschen und Auslesen durch Menschen) zu einer relativ grossen zufälligen Variabilität, insbesondere zwischen verschiedenen Laboren, die diese Tests durchführen. In den letzten zwei bis drei Jahrzehnten sind alternative Methoden wie beispielsweise in-vitro-Transmissionstests, in-silico-Berechnungen oder nicht-invasive in-vivo-Tests (mit vernachlässigbarer UV-Dosis am Menschen) aufgetaucht. Das aktuelle Entwicklungsstadium lässt aufhorchen und rückt diese Methoden als vielversprechende Alternativen in den Brennpunkt. Der Vergleich von alternativen SPF-Daten mit dem Goldstandard erfordert einen soliden Datensatz und somit erheblichen experimentellen Aufwand, den sich die Internationale Organisation für Normung (ISO) nicht leisten kann. Deshalb wurde 2018 die Grundidee für das ALT-SPF-Projekt geboren. Uli Osterwalder und Jürgen Vollhardt, beide damals bei DSM und SNV-Mitglieder, haben gemeinsam mit weiteren namhaften Firmen wie Beiersdorf, L’Oréal, Johnson&Johnson, später auch Mibelle, eine Ringstudie ins Leben gerufen. Ziel einer alternativen Messmethode ist es, genauere Werte zu liefern und diese weltweit von allen Laboren einfach reproduzierbar und günstig durchführbar zu gestalten. Mit dieser Initiative wollen die Initianten die Ressourcen bündeln, um die lang erwünschte Vergleichbarkeit zur in vivo SPF-Methode, wie sie durch den «Goldstandard ISO 24444» definiert ist, zu realisieren. Dr. Jürgen Vollhardt erinnert daran, dass die SPF-Test-Methode einen direkten Einfluss auf relevante Schäden in der menschlichen Haut hat. Schäden, die man verhindern will. Das definiert sie als Goldstandard.

ALT-SPF und ISO Hand in Hand
Die ISO entwickelt internationale Normen auf freiwilliger Basis mit Expertinnen und Experten aus der Industrie, aber auch von anderen Interessensvertretern wie Behörden oder Verbraucherorganisationen. Der Aufwand wird von allen getragen, und eine fundierte Validierung bedeutet einen erheblichen Mehraufwand. An dieser Stelle setzt das Konsortium ALT-SPF an. Es will sicherstellen, dass die Charakterisierung nach wissenschaftlichen Standards durchgeführt wird und jede relevante Alternativmethode eine Chance bekommt, betont Dr. Jürgen Vollhardt. Die resultierenden Daten werden so aufbereitet, dass sie von interessierten Behörden oder Normengremien validiert werden können. Die alternativen Messungen sollten die SPF-Werte weder über- noch unterschätzen. Das wichtigste für die Nutzerin und den Nutzer von Sonnencremes ist, dass unabhängig vom Messverfahren ein heutiges SPF 30 Produkt auch bei nicht-humanen, zukünftigen Testverfahren eine 30 bleibt.

Bild: Zusammenspiel ISO und ALT-SPF (Quelle: www.alt-spf.com)

PARSOL – UV-Filter der Extraklasse
Die PARSOL UV-Filter von DSM müssen hohen Qualitätsstandards genügen und sind weltweit erfolgreich. PARSOL 1789 ist der globale UV-A-Filter, der als einziger weltweit, d.h. auch in den USA registriert und zugelassen ist. Mit anderen Worten sind die Hersteller von Sonnencremen in den USA alternativlos. So ist es auch kein Wunder, dass in ungefähr 80 % aller Gesichtssonnencremen sowie in knapp 70 % der Körpersonnencremen der DSM-Filter verarbeitet ist. Bei der Entwicklung von UV-Filtern kommen diverse Normen aus dem Komitee ISO/TC 217 «Cosmetics» zur Anwendung. «Die Normen helfen uns dabei, die Produktleistungen in allen Ländern nach den gleichen Prinzipien zu messen. Heute können Sie deshalb überall auf der Welt lokale Produkte kaufen und dem Schutzanspruch vertrauen, der nach internationalen (ISO) Normen gemessen worden ist. Als Mitglied der Schweizerischen Normen-Vereinigung (SNV) kommt uns dabei vor allem zugute, dass wir an diesen Messverfahren mitarbeiten und mitwirken können. Das ist auch in Bezug auf neue UV-Filter-Entwicklungen wichtig. Wir haben vor kurzem festgestellt, dass sich manche UV-Filter-Systeme in unserem Programm sehr intelligent auf der Haut verhalten und dabei eine viel stärkere Performance erzeugen als erwartet. Diese Forschungserkenntnisse fliessen auch direkt in die Entwicklungen neuer UV-Filtergenerationen ein. Dabei ist wichtig, dass diese Effekte auch in alternativen in-vitro Bestimmungsmethoden abbildbar sind», erläutert Dr. Jürgen Vollhardt.

Augen auf bei der Wahl des Sonnenschutzes
Eine gute Sonnencreme muss nicht zwingend teuer sein. Dr. Jürgen Vollhardt empfiehlt: «Achten Sie vor allem darauf, dass Ihnen die Anwendung des Sonnenschutzproduktes hinlänglich gut gefällt. Es gibt da grosse sensorische Unterschiede und diverse Produktformen. Experimentieren Sie ruhig mit mehreren Produkten. Suchen Sie bewusst das beste Hautgefühl! Und das gilt vor allem für die Männer. Sie haben besonders hohe Ansprüche an «erträgliche» Produkte und neigen leicht dazu, bei einem unangenehmen Hautgefühl lieber komplett auf Sonnenschutz zu verzichten. Mindestens SPF 30, und sparen Sie nicht an der Menge. Sonnenschutzmittel sind für alle wichtig. Ein weiterer Tipp: Hinterfragen Sie Generalaussagen, dass Sonnenschutzmittel schädlich seien. Jeder Verdacht über möglich gefährliche Inhaltsstoffe verbreitet sich heutzutage wie ein Lauffeuer – in klassischen Medien sowie vor allem in Social Media. «Schlechte Nachrichten» verkaufen sich eben besser als gute. Die meisten Verdachtsmomente entbehren leider jeglicher Risiko-Einschätzung. Solches Halbwissen verunsichert Konsumentinnen und Konsumenten und das Weglassen von Sonnenschutz wäre fatal für die Gesundheit. Alle auf dem Markt erhältlichen UV-Filter wurden auf ihre Sicherheit bei der Anwendung am Menschen getestet und von den Behörden entsprechend nach den geltenden Verordnungen zugelassen. Jeder neue Stoff wird regelrecht auf Herz und Nieren geprüft, alte Stoffe werden bei Bedarf nachgetestet. Gefährliche Stoffe hätten keine Chance auf Zulassung. Alle zugelassenen UV-Filter sind für den Menschen sicher. Eine Unterscheidung in Gut und Böse macht aus wissenschaftlicher Sicht keinen Sinn. Was die Verträglichkeit mit der Umwelt betrifft, haben wir inzwischen ein auf Studien basierendes Rating-System entwickelt. Mit diesem können Hersteller, den Einfluss der sehr komplexen Parameter schon vor der aufwändigen Laborarbeit einschätzen und mit einem Branchenmittelwert vergleichen. Setzt sich dieses System durch, wird es zu einem relevanten Treiber in der Entwicklung von noch besseren umweltverträglichen Sonnenschutzmitteln. Idealerweise wollen wir für dieses Rating-System auch eine Norm und ein Label auf der Verpackung entwickeln. Das gibt der Verbraucherin und dem Verbraucher eine wissenschaftliche Entscheidungshilfe und der Umwelt eine Verschnaufpause. Also Fazit: Suchen Sie ein Sonnenschutzmittel mit mindestens SPF 30, das Ihnen Spass in der Anwendung macht. Alles andere funktioniert auf lange Sicht nicht!».

Der Mensch hat Teint, die Korallen verlieren die Farbe
Seit längerem warnen Umweltorganisationen davor, dass die in Sonnencremes enthaltenen Chemikalien zum Sterben der Korallenriffe beitragen sollen. Betroffene Meeresstaaten haben reagiert. So sind beispielweise «Oxybenzone und Octinoxate» seit dem 1. Januar 2021 im sogenannten «Hawaii Ban» im Bundesstaat Hawaii verboten. Dr. Jürgen Vollhardt anerkennt den stärkeren Wunsch der Verbraucherinnen und der Verbraucher, die negativen Auswirkungen ihres Verhaltens auf die Umwelt zu reduzieren. Den Gegentrend, gar keine Sonnencreme mehr zu nutzen, unterstützt er in keiner Weise: «Ich bin schockiert und besorgt, wenn ich auf Online-Foren oder Sozialen Medien von Empfehlungen höre, Sonnenschutzmittel überhaupt nicht zu verwenden. Das ist besonders riskant an Orten wie Hawaii oder anderen Strandorten mit hoher Sonnenexposition. Die Hautkrebsraten waren schon vor dem Verbot auf dem Vormarsch, und meine Befürchtung ist, dass das neue Gesetz diese Situation noch verschlimmern könnte.» Auch wenn es im ersten Moment für ein Unternehmen der Chemiebranche paradox klingen mag, ist Nachhaltigkeit ein strategisches Thema bei DSM. Sie versichern, entlang der gesamten Wertschöpfungskette alle negativen Auswirkungen sowie Sicherheitsrisiken für die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt zu kontrollieren und zu minimieren. Und ist die Sonnencreme wirklich allein schuld am Korallensterben? «Nun, die wissenschaftlichen Daten deuten darauf hin, dass die steigenden Wassertemperaturen und die Verschmutzung durch Abwasserströme die Hauptstressoren für Korallen sind. Die UNESCO hat 2017 ihre erste globale wissenschaftliche Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Korallenriffe des Welterbes veröffentlicht. Diese Studie brachte schweren und wiederholten Hitzestress als Folge steigender Meerestemperaturen mit der Korallenbleiche an wichtigen Standorten in Verbindung. Ausserdem wissen wir, dass die Korallenbleiche auch an abgelegenen Riffstandorten auftritt, wo keine Sonnencreme ins Wasser gelangt. Es steht also zu befürchten, dass das Verbot in Hawaii die Korallen nicht retten wird.», klärt Dr. Jürgen Vollhardt auf.

Schattensucher oder Sonnentanker
Wie verhält sich eigentlich jemand, der im Berufsleben täglich mit Sonnencremes und UV-Filtern sowie Hautkrebsstatistiken zu tun hat? Welches Verhältnis hat er zur Sonne? «Genauso wie viele andere liebe ich den Sommer, diese Zeit intensiver Helligkeit und ich bin auch gerne draussen beim Mountainbiken oder Klettern. Dabei benutze ich dann schon reichlich Sonnencreme. Eine Marke, die schnell einzieht und einen recht trockenen und matten Film auf der Haut hinterlässt. Wenn ich einmal während der Mittagszeit draussen bin, nehme ich die gleich zweimal kurz hintereinander. Zwei Stunden nach dem Zenit (der ist in der Schweiz bei ca. 13:30 Uhr) gibt es nur noch 50 % der UV-B-Strahlung. Allerdings gilt das nicht im Gebirge. Das ist besonders relevant in der Schweiz. Ja, und in der eher dunklen Jahreszeit Oktober bis März nehme ich Vitamin-D-Tabletten. Ich liebe zwar Fisch, in dem Vitamin-D auch drin sein kann, aber nicht jeden Tag.», schmunzelt Dr. Jürgen Vollhardt.

Geniessen Sie die wohltuenden Seiten der Sonne und schützen Sie sich, täglich – auch bei bedecktem Himmel oder im Winter. Die Sonnenstrahlung macht nie Pause.

Die Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV) wünscht Ihnen sonnige Sommermonate.

Seealpsee / Foto: Jan Benisch

Sonderfall Schweiz – warum, weshalb, wieso?
In der Schweiz gibt es weder Strände noch 365 Tage wolkenlosen Sonnenschein. Wieso kommt es, dass wir die Hautkrebsstatistik in Europa anführen? Ist unsere Haut schlicht empfindlicher oder gehen wir häufiger zur Hautkontrolle? «Zu vermuten wäre, dass hier das Verhalten der Schweizer eine wesentliche Rolle spielt. Einerseits sind Urlaubsreisen zu äquatorialen Zielen sehr beliebt und natürlich auch der Urlaub in den eigenen Bergen. Beides sind Gebiete mit extremer Strahlungsbelastung, vor allem reichlich UV-B. Den meisten Schweizern ist zwar bewusst, dass die Bergaktivitäten Unfallrisiken beinhalten und da ist man auch bereit sich entsprechend zu schützen und zu verhalten. Aber davon abgesehen, gilt der Aufenthalt in den Bergen als absolut gesund und natürlich kommt man auch mit einem dicken Paket guter Laune von der Tour zurück. Aber gerade wegen der extremen Strahlungsbelastung ist hier guter Sonnenschutz sehr wichtig, vor allem auch im Winter. Auch ein leichter Sonnenbrand nach einer Berg- oder Skitour mit zu wenig Sonnencreme stellt ein signifikantes Hautkrebsrisiko dar. Lieber zwei Schichten Sonnencreme auftragen, sobald die erste ausgetrocknet ist. Das geht in den Bergen schnell. Dazu einen Hut und ein Schulter-bedeckendes T-Shirt tragen, sonst könnte man die Tour vielleicht viel später einmal bereuen.», rät Jürgen Vollhardt.

DSM
Royal DSM wurde 1902 gegründet und ist heute ein globales Unternehmen, das in den Bereichen Ernährung, Gesundheit und nachhaltiges Leben aktiv ist. DSM liefert innovative Lösungen für die Bereiche Humanernährung, Tierernährung, Körperpflege und Aromen, medizinische Geräte, umweltfreundliche Produkte und Anwendungen sowie neue Mobilität und Konnektivität. DSM ist Mitglied im SNV-Komitee INB/NK 1217 «Kosmetik und Dienstleistungen bei professionellen Kosmetikunternehmen».

Dr. Jürgen Vollhardt
Dr. Jürgen Vollhardt, Global Head of Science & Promotion Sun Care, hat an der Technischen Universität in Darmstadt in Deutschland im Fach Chemie promoviert. Er hat dann Dragoco/Symrise, ein Unternehmen der Geruchs- und Geschmackstoffindustrie, geholfen, eine Kosmetikforschung aufzubauen. Von 1999 bis 2003 war er, aus den USA heraus, für die Geschäftsentwicklung im Bereich Hautwirkstoffe zuständig. 2003 wechselte er zu Roche Vitamines in die Schweiz, die wenig später zu DSM Nutritional Products gehörten, wo er sich immer mehr in den Bereich Sonnenschutz einarbeitete. Zu seinen Interessengebieten gehören u.a. sensorische Beurteilung von kosmetischen Formulierungen und dazugehörig, die Akzeptanz beim Konsumenten. Ausserdem hat er sich mit der Verteilung der UV-Filter auf der Haut beschäftigt und wie diese die Wirksamkeit beeinflusst. Seit mehr als einem Jahrzehnt ist er für die Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV) ein Mitglied der WG7, Sonnenschutzmethoden.

Weitere Informationen
Royal DSM
Nachhaltigkeit bei DSM
Ringstudie
UNESCO Studie June 2017 - Impacts of Climate Change on World Heritage Coral Reefs