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Sonne und UV-Strahlung

UV-Strahlung ist der energiereichste Teil des Sonnenlichts mit Wellenlängen von 100 bis 400 Nanometer. Man unterscheidet abhängig von der Wellenlänge drei Typen von UV-Strahlung:

  • UV-A-Strahlung: Wellenlänge 315 – 400 nm
  • UV-B-Strahlung: Wellenlänge 280 – 315 nm
  • UV-C-Strahlung: Wellenlänge 200 – 280 nm

Je kürzer die Wellenlänge, umso energiereicher ist die Strahlung und desto mehr Schäden können sie anrichten. Die gute Nachricht: Die energiereiche UV-C-Strahlung wird fast vollständig in der Atmosphäre absorbiert. Auch die UV-B-Strahlung wird zu circa 90 % durch das Ozon in der Atmosphäre absorbiert. UV-A-Strahlung gelangt jedoch fast vollständig auf die Erdoberfläche.
Welche UV-Strahlen machen die Haut braun? Die Hautbräunung beruht auf einer UV-B-induzierten Bildung des Pigments Melanin in den Hautzellen. Bei der schnell auftretenden, aber auch schnell wieder abklingenden Bräunung durch UV-A wird bereits in den Hautzellen vorhandenes Pigment lediglich nachgedunkelt.

Da UV-A-Strahlung energiereicher ist als UV-B-Strahlung, dringt sie tiefer in das Gewebe ein. Beide Arten können jedoch Schäden an Zellen und Geweben hervorrufen. Dazu gehören Schädigungen der Erbsubstanz (DNA), oxidativer Stress oder das Absterben von Zellen (Apoptose). Die bekannteste Nebenwirkung von UV-Strahlung ist der Sonnenbrand, eine entzündliche Reaktion der Haut, ausgelöst durch die UV-B-Strahlung. Die typische Hautrötung tritt erst mehrere Stunden nach der Sonnenexposition auf. Je nach Schweregrad können zusätzlich Schwellung, Schmerzen, Juckreiz bis hin zu Blasenbildung austreten. Achtung: Sonnenbrände erhöhen das Hautkrebsrisiko, dies gilt ganz besonders für Kinder. Aber es gibt auch positive Effekte, z.B. die Bildung von Provitamin D3.

Die Produktionsmenge von Vitamin D hängt vom Hauttyp ab: Menschen mit heller Haut produzieren bei Sonneneinstrahlung deutlich schneller Vitamin D als dunkelhäutige Menschen.

Zudem hat die Jahreszeit großen Einfluss auf die Vitamin-D-Versorgung. Sommer und Winter unterscheiden sich nicht nur durch die dann herrschenden Temperaturen, auch der Winkel der Sonneneinstrahlung ändert sich mit den Jahreszeiten. Insbesondere in den Wintermonaten steht die Sonne tiefer als normalerweise – das führt dazu, dass die Vitamin-D-Produktion deutlich abnimmt. Denn die für die Vitamin-D-Synthese relevante UV-B-Strahlung wird in den Wintermonaten auf ihrem längeren Weg durch die Atmosphäre praktisch vollständig absorbiert. Aus diesem Grund solltest du vor allem in der dunklen Jahreszeit auf eine ausreichende Vitamin-D-Zufuhr achten – entweder über Lebensmittel oder bei Bedarf auch in Form von Vitamin-D-Supplementen.

Sonne und Vitamin D: Umwandlung von Sonnenlicht in Vitamin D

Damit der Körper selbst Vitamin D herstellen kann, benötigt er Sonnenlicht, das auf die Haut trifft. Entscheidend ist der unsichtbare UV-B-Anteil der Sonnenstrahlen. Dieses Licht durchdringt die oberen Hautschichten und wandelt dort den Stoff 7-Dehydrocholesterol, der aus Cholesterin gebildet wird, durch Photolyse in das sogenannte Provitamin D3 um. Anschließend wird das Provitamin D3 mit dem Blutstrom in die Leber transportiert. Dort wird es dann zum sogenannten 25-Hydroxy-Vitamin-D (auch: Calcidiol) umgewandelt und über den Blutkreislauf im Körper verteilt. Die biologisch wirksame Form von Vitamin D – das 1,25-Dihydroxyvitamin-D (Calcitriol) – wird in der Niere gebildet. Aber auch andere Zellsystem – z. B. spezialisierte Zellen des Immunsystems und die für den Knochenaufbau wichtigen Osteoblasten – sind befähigt, dass aktive Calcitriol zu bilden.

Je mehr UV-B, desto mehr aktives Vitamin D?

Die gute Nachricht: Eine Vitamin-D-Überdosierung durch die körpereigene Vitamin-D-Bildung muss man nicht befürchten. Denn bei anhaltender Bestrahlung durch die Sonne baut der Körper einen Teil des Prävitamins D3 zu biologisch inaktiven Molekülen ab. Für eine ausreichende Vitamin D-Bildung muss auch kein Sonnenbrand riskiert werden.

Sonne und Vitamin D: Versorgung im Sommer und Winter

  • Sommer: In den Sommermonaten kann der Körper die gewünschte Serumkonzentration des 25-OH-Vitamin D3 von 50 nmol/l selbstständig produzieren. Die geografische Lage beeinflusst, wie viel der für die Vitamin-D-Herstellung nötigen UV-Strahlung durch die Atmosphäre bis zur Erde gelangt. Deutschland beispielsweise erstreckt sich von Breitengrad 47 bis 55 N°. Das bedeutet, dass es für einen normalen Erwachsenen ausreicht, wenn er ungefähr jeden zweiten Tag ein Viertel seiner Körperoberfläche der Sonne aussetzt. Der Zeitraum sollte je nach Hauttyp und Jahreszeit 5 bis 25 Minuten betragen. Da Gesicht, Hände sowie Teile von Armen und Beinen zusammen bereits ein Viertel der Körperoberfläche ausmachen, empfehlen sich im Sommer T-Shirt und kurze Hose.
  • Winter: Im Winter ist es zum einen zu kalt für T-Shirt und kurze Hose, zum anderen reicht der Einfallswinkel der Sonnenbestrahlung nicht aus, um eine hinreichende Produktion des Sonnenvitamins sicherzustellen. Der menschliche Körper ist aber in der Lage, Vitamin D zu speichern, nämlich im Fett- und Muskelgewebe. Geringe Mengen werden auch in der Leber abgelegt. Da die Speicherkapazität relativ groß ist, verfügt der Körper auch im Winter über ausreichend Vitamin D – auch wenn weniger produziert wird. Ab Frühjahr füllt der Körper die über den Winter reduzierten Speicher wieder auf.

Beeinträchtigung der Produktion von Vitamin D durch Sonnenschutzcreme

Auf der einen Seite regt die UV-Strahlung die Vitamin-D-Produktion an, aber auf der anderen Seite kann sie auch zu Hautalterung und Hautkrebs führen. Letzteres hat zur Folge, dass viele Menschen die Sonne meiden oder Sonnenschutzcremes auftragen.

Sonnenschutzcremes mit einem hohen Lichtschutzfaktor sorgen dafür, dass UV-Strahlen zum Großteil geblockt werden, so dass sie nicht mehr in die Haut eindringen können. Es ist sinnvoll, die Haut vor UV-Strahlen zu schützen, da diese Sonnenbrand hervorrufen können. Auch langfristige Folgen wie Hautkrebs sind als negative Folge von ungeschütztem Aufenthalt in der Sonne nicht auszuschließen. Gleichzeitig regen die UV-B-Strahlen aber auch die Produktion von Vitamin D an. Eine Sonnenschutzcreme mit Lichtschutzfaktor 20 blockt rund 95 Prozent der UV-Strahlung ab. Dies bedeutet allerdings nicht, dass du wegen der Vitamin D Produktion auf die Verwendung von Sonnenschutzmitteln verzichten solltest. Es kommt darauf an, eine gesunde Balance zwischen Sonnenschutz und Vitamin-D Bildung zu finden.

Richtiges Verhalten in der Sonne

Richtiges Verhalten in der Sonne bedeutet, nach Möglichkeit ein Gleichgewicht zwischen dem Schutz vor Sonnenbrand und der Deckung des Vitamin-D-Bedarfs herzustellen. Dabei sind die Aufenthaltsdauer in der Sonne sowie die Hautfarbe und Hautbeschaffenheit von entscheidender Bedeutung.

Optimale Aufenthaltsdauer in der Sonne

Am meisten Vitamin D produziert der Körper von Ende März bis Ende September, insbesondere in der Zeit zwischen 11 und 15 Uhr. Dabei reicht es, sich nur für kurze Zeit in der Sonne aufzuhalten und Hände, Unterarme und Unterschenkel unbedeckt und ohne Schutz dem Sonnenlicht auszusetzen. Wie viel Zeit in der Sonne genau benötigt wird, um ausreichend Vitamin D zu produzieren, hängt von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Hautfarbe und der Größe der Hautfläche, die du der Sonne aussetzt. Fachgesellschaften und Behörden haben sich in einer gemeinsamen Stellungnahme auf folgende Empfehlungen zur UV-Exposition für die körpereigene Vitamin-D-Bildung geeinigt:

  • Für eine ausreichende Vitamin-D-Synthese genügt es nach derzeitigen Erkenntnissen, Gesicht, Hände und Arme unbedeckt und ohne Sonnenschutz zwei- bis dreimal pro Woche die Hälfte der Zeit in der Sonne zu verbringen, in der man sonst ungeschützt einen Sonnenbrand bekommen würde.
  • Ein Sonnenbrand ist grundsätzlich zu vermeiden.
  • Bei längeren Aufenthalten in der Sonne sind UV-Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

Die nachfolgende Tabelle, die von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) publiziert wurde, gibt einen Überblick über die notwendige Dauer der empfohlenen Sonnenlichtbestrahlung bei verschiedenen Hauttypen in Abhängigkeit von der Jahreszeit:

Dauer der zur körpereigenen Vitamin-D-Bildung empfohlenen Sonnenlichtbestrahlung:

Dauer der Sonnenlichtbestrahlung bei Hauttyp I/II (helle bis sehr helle Hautfarbe, hellrotes oder blondes Haar, blaue oder grüne Augen) Dauer der Sonnenlichtbestrahlung bei Hauttyp III (mittlere Hautfarbe, dunkle Haare, braune Augen)
März bis Mai 10 bis 20 Minuten 15 bis 25 Minuten
Juni bis August 5 bis 10 Minuten 10 bis 15 Minuten
September bis Oktober 10 bis 20 Minuten 15 bis 25 Minuten

Wie lange es dauert, bis die Haut rot wird und anfängt zu brennen, unterscheidet sich ebenfalls von Person zu Person. Bei einem längeren Aufenthalt in der Sonne ist es daher definitiv empfehlenswert, sich mit geeigneter Kleidung, einer guten Sonnenbrille und Sonnenschutzmitteln mit einem Lichtschutzfaktor von mindestens 15 zu schützen.

Die Bedeutung von Hautfarbe und Hautbeschaffenheit

Der Hauttyp entscheidet maßgeblich darüber, wie viel Vitamin D vom Körper produziert wird. Hellhäutige Menschen stellen schneller Vitamin D her als Menschen mit einem dunklen Hautton. Grund dafür ist das Pigment Melanin, das für die Bräunung der Haut verantwortlich ist und gleichzeitig als wirksamer Strahlenschutz fungiert. Da die Haut blasserer Menschen weniger Melanin enthält, ist bei ihnen das Sonnenbrand-Risiko höher. Gleichzeitig erreicht aber auch mehr UVB-Strahlung die Hautschichten, wodurch mehr Vitamin D gebildet wird. Auch das Alter spielt für die Vitamin-D-Produktion eine wichtige Rolle. Die Haut kann in zunehmendem Alter Vitamin D nicht mehr so effizient synthetisieren, die Eigensynthese kann auf weniger als die Hälfte reduziert sein. Neben der abnehmenden Hautdicke mit dem Alter wird ein reduzierter 7-DHC-Gehalt als möglicher Grund für die im Alter verminderte Vitamin D-Synthese angesehen .

Sonne und Vitamin D: Der UV-Index

Der UV-Index (UVI) bezeichnet die höchste sonnenbrandwirksame Bestrahlungsstärke, die die Sonne am Tag auf einer waagerechten Ebene verursacht. Die Skala reicht von 1 (niedrigste Belastung) bis 11 (höchste Belastung) . Den größten Einfluss auf den UVI hat der Sonnenstand, der je nach Jahreszeit und geografischer Lage unterschiedlich ist. Auch die Ozonkonzentration in der Atmosphäre, der Grad der Bewölkung und die Höhenlage wirken sich auf den UVI aus. Durch Reflexionen auf hellen Flächen, beispielsweise auf Schnee, Wasser oder am Strand, kann sich der UVI erhöhen.

Solarium – keine Alternative, um Vitamin D zu produzieren

Der Besuch von Solarien ist kein geeignetes Mittel, um eine verbesserte Vitamin-D-Versorgung zu erzielen. Das Bundesamt für Strahlenschutz warnt insbesondere Kinder und Jugendliche davor, Solarien zu nutzen. Aber auch bei Erwachsenen können Besuche im Solarium die gleichen Spätfolgen verursachen wie zu hohe Sonnenbelastung. Dazu zählt unter anderem ein deutlich erhöhtes Hautkrebsrisiko. Die erstmalige Nutzung eines Solariums in jungen Jahren (< 35 Jahre) verdoppelt annähernd das Risiko, an schwarzem Hautkrebs (malignes Melanom) zu erkranken. In Deutschland ist für Minderjährige die Nutzung eines Solariums sogar gesetzlich verboten. Statt ins Solarium sollte man zur gezielten Gesundheitsförderung und Krebsprävention eher körperliche Aktivität im Freien bevorzugen. Dabei sollte die Sonnenlichtexposition in Maßen gesteigert werden, damit die Haut sich langsam an die Sonnenbestrahlung gewöhnen kann. Gleichzeitig sollten grundlegende UV-Schutzmaßnahmen getroffen werden. Das Ziel: eine Kombination aus verbessertem Vitamin-D-Status und Hautkrebsprävention.

Winter: Ausreichend Vitamin D auch ohne Sonne?

Im Winter reicht die Sonneneinstrahlung für eine Vitamin-D-Produktion meist nicht aus. Zwar kann der Körper im Sommer Vitamin D speichern und dann im Winter von diesem Vorrat zehren – doch was sind die Alternativen, wenn dieser Vorrat zu Neige geht? Lebensmittel mit Vitamin D sind eine Option. Zu ihnen gehören u. a. Fisch und Pilze. Allerdings werden über normale Lebensmittel üblicherweise nur 2 – 4 µg Vitamin D, also etwa 10 – 20 % des Tagesbedarfs aufgenommen. Mit der Einnahme eines Vitamin-D-Produktes wie VIGANTOLVIT® kann man hingegen bei Bedarf eine ausreichende Zufuhr von Vitamin D auch in der dunklen Jahreszeit gewährleisten.

Vitamin D – die Energie kommt von der Sonne

Vitamin D ist das einzige Vitamin, das der Körper nicht nur über die Ernährung aufnimmt, sondern selber mittels der Sonnenstrahlen produziert. Der Körper bildet je nach Hauttyp und Jahreszeit unterschiedliche Mengen des Sonnenvitamins. Vor allem in den Wintermonaten, aber auch mit zunehmendem Alter geht die Vitamin-D-Produktion zurück. Dann können Vitamin-D-Produkte wie VIGANTOLVIT® eine empfehlenswerte Alternative darstellen, insbesondere wenn in den sonnenreichen Monaten nur ungenügend Sonne getankt und den Speicher des Sonnenvitamins gefüllt wurden.