Physiologie: Freund und Dealer der Sonnenanbeter
Die Dosis macht das Gift, auch bei der Sonne: Ein wenig Licht auf der Haut brauchen wir für unsere Gesundheit, zu viel davon verursacht dagegen erst Sonnenbrand und dann womöglich Hautkrebs. Liegt es da nicht nahe, dass ein Antitumor-Mechanismus des Körpers uns durch Bräunungsbefehle vor UV schützt?
Schnell scheint der Schuldige an der Mehrzahl aller Krebsfälle ausgemacht: p53. Versagt dieser körpereigne Tumorwächter, dann steigt die Gefahr des Entartens einer Zelle dramatisch an. Das Gen kodiert für einen vielseitigen Transkriptionsfaktor, der auf gleich mehreren Ebenen gegen Krebs kämpft. Aktiviert durch genetisch zerstörerisch wirkende mutagene Substanzen oder harte Strahlung verhindert er zunächst alle Zellteilungen, rekrutiert Reparaturtrupps für die möglicherweise angegriffene DNA und lässt ihnen ein wenig Zeit, den Schaden bis zur nächsten p53 die Zelle zum Schutz des Körpers entweder präventiv für immer aus dem ewigen Teilungs-Kreislauf oder opfert sie – zum Wohle aller – per oktroyiertem Zellselbstmord gleich ganz. Wenig überraschend konstatieren Kliniker deswegen, dass am Anfang von mehr als der Hälfte aller Tumoren ein p53-Funktionsdefekt der Zellen steht.
Natürlich sind auch Hautzellen durch den Ausfall des Tumorsuppressors p53 bedroht, und mit einer oft unausweichlichen Folge – Hautkrebs – hatten sich auch David Fisher von der Harvard Medical School und seine Kollegen beschäftigt. Dabei stolperten sie nun über einen verblüffenden Zusammenhang, der fast ein wenig zu einleuchtend ist – und vielleicht deshalb bis dato noch nicht beschrieben wurde.
Schutz vor Krebs bedeutet für die obersten Zellschichten des Körpers vor allem Schutz vor zu intensiver Strahlung, unter deren Einfluss die DNA leicht mutieren kann. Als Abwehrmaßnahme dient in der Haut eine Art innerer Sonnencreme: farbige Pigmente, die in die oberen Zellschichten eingelagert werden und die Sonneneinstrahlung blockieren – sie sorgen als ästhetischer Nebeneffekt für eine gesunde Hauttönung.
Betriebsanleitung für die Sonnenbank
Der genaue Mechanismus der Hautbräunung ist dabei – bis zu einem gewissen Punkt – schon recht detailliert verstanden: Die blockierenden Pigmente, das Melanin, werden in den dafür zuständigen Zellen der Haut, den Melanozyten produziert, sobald die Sonneneinstrahlung zunimmt. Ansteigende Lichtwerte bemerken allerdings zunächst andere Zelltypen in höher liegenden Zellschichten, die Keratinozyten. Sie bilden als Reaktion das Melanozyten-stimulierende Hormon MSH und schütten es in die tieferen Hautschichten aus. Von dort gelangt es zu den Melanozyten und dockt an bestimmte Rezeptoren an, die dann den Melaninproduktionsbefehle intern weitergeben. Die Zahl der MSH-Rezeptoren entscheidet darüber, ob Menschen schnell oder langsam braun werden – bei Rothaarigen zum Beispiel reagieren sie nicht verlässlich auf das MSH-Signal. So weit, so klar.
Wie und warum aber führt am Anfang der Befehlskette das Keratinozyten-Sonnenbad dazu, dass MSH ausgeschüttet wird? Das Hormon, ein kleines Peptid, muss zunächst aus einem dreigeteilten größeren Vorläufereiweiß namens POMC (Proopiomelanocortin) herausgeschnitten werden, in dem außerdem auch noch zwei weitere Peptidhormone versteckt sind, Beta-Endorphin und ACTH. Nach dem POMC-Zerlegen rauschen diese beiden Richtung Blutkreislauf, während nur MSH seine am Ende bräunende Mission gen tiefere Hautzellschicht und MSH-Rezeptoren antritt.
Fisher und seine Kollegen interessierten sich nun dafür, was in mäßig besonnten Keratin-Zellen von Ratten, Mäusen und Menschen alles aktiv wird, um den Bau von POMC anzukurbeln. Besonders ein Regulationsprotein fiel den Forschern dabei auf, das als Faktor der Hautbräunung bisher nicht bekannt war: p53, der altbekannte Krebswächter, von dem man bereits wusste, dass er auch durch erhöhte UV-Strahlung aktiviert werden kann.
Dass p53 "bräunt", ist auf den ersten Blick nahe liegend, lässt auf den zweiten und dritten ein paar sehr einleuchtende Schlussfolgerungen zu – und ist gleichzeitig auf den vierten aus Sicht der medizinischen Praxis zweifelhaft. Zuerst zu Punkt eins und vier: Eine Krebsbremse verhindert unter dem Einfluss von starker UV-Strahlung durch den Bau einer körpereigenen Sonnencreme genetische Schäden, die zu Krebs führen könnten – nachvollziehbar. Verwirrend aber, warum dann derart viele bösartige Hautveränderungen stark pigmentiert sind. Eigentlich sollte doch in den Tumoren p53 ausgefallen sein, und damit auch keine Pigmente mehr gebildet werden?
Mehr als ein Notnagel?
Tatsächlich fand Fishers Team eine Erklärung: In allen von ihnen untersuchten pigmentierten und gleichzeitig entarteten Hautzellgeweben war p53 noch funktionsfähig gewesen, ohne aber den Tumor bremsen zu können: Der p53-Mechanismus lief hier nutzlos heiß, wobei dann auch POMC und MSH exprimiert und damit Melanin-Pigment gebildet wurden. Alle nicht pigmentierten Hautkrebsgewebe, so die Fisher-Studie, trugen dagegen ein mutiertes, nicht funktionsfähiges p53-Gen und wucherten demnach farblos vor sich hin.
Passenderweise werden Mäuse, denen p53 fehlte, auch an den exponierten Ohren und Schwanzpartien trotz starker Sonneneinstrahlung nicht braun, ermittelten die Forscher weiter. Den Versuchs-Mausstamm hatten die Forscher natürlich deshalb leicht auftreiben können, weil er extra als krebsanfällig gezüchtet worden war.
Der Schutz-Effekt des durch Sonnenenergie angetriebenen p53 in der Haut könnte bei Mensch und Maus aber noch weit über die bloße Produktion von Pigmenten hinausgehen. Denn unausweichlich entsteht ja mit jedem MSH-Peptid neben ACTH auch ein Beta-Endorphin. Dieses mag lokalanästhetische Wirkung haben – hilfreich bei UV-bedingtem Sonnenbrand –, hellt aber in den Blutkreislauf geschleust auch die Stimmung auf und mag, als körpereigene Droge, tatsächlich dafür verantwortlich sein, dass Sonnenanbeter oft nicht genug vom Braunwerden bekommen können. In Maßen hilft das auch der Gesundheit, denn Vitamin-D-Nachschub bildet der Körper beispielsweise nur mit sonniger Hilfe.
Somit greift der Transkriptionsfaktor p53, lange nur als Notprogramm gegen Krebs angesehen, auf sehr vielfältige und unerwartete Weise in unser Wohlbefinden ein. Dass zukünftige Sonnenschutzsalben nun aber den Tumorhemmer p53 extra einschalten sollen, um als Nebeneffekt die Haut "ganz natürlich" zu bräunen, spukt bislang nur als vage Idee durch die Köpfe der Forscher – und sollte wegen erwarteter Risiken und Nebenwirkungen vielleicht erst einmal gründlich überdacht werden. Die bekannteste Aufgabe des vielseitigen p53 bleibt schließlich, körpereigene Zellen für immer auszuschalten.
Natürlich sind auch Hautzellen durch den Ausfall des Tumorsuppressors p53 bedroht, und mit einer oft unausweichlichen Folge – Hautkrebs – hatten sich auch David Fisher von der Harvard Medical School und seine Kollegen beschäftigt. Dabei stolperten sie nun über einen verblüffenden Zusammenhang, der fast ein wenig zu einleuchtend ist – und vielleicht deshalb bis dato noch nicht beschrieben wurde.
Schutz vor Krebs bedeutet für die obersten Zellschichten des Körpers vor allem Schutz vor zu intensiver Strahlung, unter deren Einfluss die DNA leicht mutieren kann. Als Abwehrmaßnahme dient in der Haut eine Art innerer Sonnencreme: farbige Pigmente, die in die oberen Zellschichten eingelagert werden und die Sonneneinstrahlung blockieren – sie sorgen als ästhetischer Nebeneffekt für eine gesunde Hauttönung.
Betriebsanleitung für die Sonnenbank
Der genaue Mechanismus der Hautbräunung ist dabei – bis zu einem gewissen Punkt – schon recht detailliert verstanden: Die blockierenden Pigmente, das Melanin, werden in den dafür zuständigen Zellen der Haut, den Melanozyten produziert, sobald die Sonneneinstrahlung zunimmt. Ansteigende Lichtwerte bemerken allerdings zunächst andere Zelltypen in höher liegenden Zellschichten, die Keratinozyten. Sie bilden als Reaktion das Melanozyten-stimulierende Hormon MSH und schütten es in die tieferen Hautschichten aus. Von dort gelangt es zu den Melanozyten und dockt an bestimmte Rezeptoren an, die dann den Melaninproduktionsbefehle intern weitergeben. Die Zahl der MSH-Rezeptoren entscheidet darüber, ob Menschen schnell oder langsam braun werden – bei Rothaarigen zum Beispiel reagieren sie nicht verlässlich auf das MSH-Signal. So weit, so klar.
Wie und warum aber führt am Anfang der Befehlskette das Keratinozyten-Sonnenbad dazu, dass MSH ausgeschüttet wird? Das Hormon, ein kleines Peptid, muss zunächst aus einem dreigeteilten größeren Vorläufereiweiß namens POMC (Proopiomelanocortin) herausgeschnitten werden, in dem außerdem auch noch zwei weitere Peptidhormone versteckt sind, Beta-Endorphin und ACTH. Nach dem POMC-Zerlegen rauschen diese beiden Richtung Blutkreislauf, während nur MSH seine am Ende bräunende Mission gen tiefere Hautzellschicht und MSH-Rezeptoren antritt.
Fisher und seine Kollegen interessierten sich nun dafür, was in mäßig besonnten Keratin-Zellen von Ratten, Mäusen und Menschen alles aktiv wird, um den Bau von POMC anzukurbeln. Besonders ein Regulationsprotein fiel den Forschern dabei auf, das als Faktor der Hautbräunung bisher nicht bekannt war: p53, der altbekannte Krebswächter, von dem man bereits wusste, dass er auch durch erhöhte UV-Strahlung aktiviert werden kann.
Dass p53 "bräunt", ist auf den ersten Blick nahe liegend, lässt auf den zweiten und dritten ein paar sehr einleuchtende Schlussfolgerungen zu – und ist gleichzeitig auf den vierten aus Sicht der medizinischen Praxis zweifelhaft. Zuerst zu Punkt eins und vier: Eine Krebsbremse verhindert unter dem Einfluss von starker UV-Strahlung durch den Bau einer körpereigenen Sonnencreme genetische Schäden, die zu Krebs führen könnten – nachvollziehbar. Verwirrend aber, warum dann derart viele bösartige Hautveränderungen stark pigmentiert sind. Eigentlich sollte doch in den Tumoren p53 ausgefallen sein, und damit auch keine Pigmente mehr gebildet werden?
Mehr als ein Notnagel?
Tatsächlich fand Fishers Team eine Erklärung: In allen von ihnen untersuchten pigmentierten und gleichzeitig entarteten Hautzellgeweben war p53 noch funktionsfähig gewesen, ohne aber den Tumor bremsen zu können: Der p53-Mechanismus lief hier nutzlos heiß, wobei dann auch POMC und MSH exprimiert und damit Melanin-Pigment gebildet wurden. Alle nicht pigmentierten Hautkrebsgewebe, so die Fisher-Studie, trugen dagegen ein mutiertes, nicht funktionsfähiges p53-Gen und wucherten demnach farblos vor sich hin.
Passenderweise werden Mäuse, denen p53 fehlte, auch an den exponierten Ohren und Schwanzpartien trotz starker Sonneneinstrahlung nicht braun, ermittelten die Forscher weiter. Den Versuchs-Mausstamm hatten die Forscher natürlich deshalb leicht auftreiben können, weil er extra als krebsanfällig gezüchtet worden war.
Der Schutz-Effekt des durch Sonnenenergie angetriebenen p53 in der Haut könnte bei Mensch und Maus aber noch weit über die bloße Produktion von Pigmenten hinausgehen. Denn unausweichlich entsteht ja mit jedem MSH-Peptid neben ACTH auch ein Beta-Endorphin. Dieses mag lokalanästhetische Wirkung haben – hilfreich bei UV-bedingtem Sonnenbrand –, hellt aber in den Blutkreislauf geschleust auch die Stimmung auf und mag, als körpereigene Droge, tatsächlich dafür verantwortlich sein, dass Sonnenanbeter oft nicht genug vom Braunwerden bekommen können. In Maßen hilft das auch der Gesundheit, denn Vitamin-D-Nachschub bildet der Körper beispielsweise nur mit sonniger Hilfe.
Somit greift der Transkriptionsfaktor p53, lange nur als Notprogramm gegen Krebs angesehen, auf sehr vielfältige und unerwartete Weise in unser Wohlbefinden ein. Dass zukünftige Sonnenschutzsalben nun aber den Tumorhemmer p53 extra einschalten sollen, um als Nebeneffekt die Haut "ganz natürlich" zu bräunen, spukt bislang nur als vage Idee durch die Köpfe der Forscher – und sollte wegen erwarteter Risiken und Nebenwirkungen vielleicht erst einmal gründlich überdacht werden. Die bekannteste Aufgabe des vielseitigen p53 bleibt schließlich, körpereigene Zellen für immer auszuschalten.
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