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Naturkosmetik selber machen. Das Handbuch
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Haut und Sonnenschutz

Bei allen Bemühungen, die Gesundheit und Schönheit unserer Haut zu erhalten, wird der Hauptfaktor für extrinsische (also von außen bewirkte) Hautalterung gerne vernachlässigt: Sonnenlicht. Wir genießen es, wir brauchen es: die Sonne aktiviert positive emotionale und körpereigene Prozesse (wie die Produktion von Vitamin D in der Haut) – ein Übermaß an UV-Strahlung setzt jedoch verschiedene Prozesse in Gang, die unter dem Begriff »Photoaging« subsummiert werden. Dieser Beitrag erläutert, wie Licht auf und in unserer Haut wirkt, welche hauteigenen Schutz- und Reparaturmechanismen existieren und wie wir sie bei intensiver Sonneneinstrahlung unterstützen können. Angeregt wurde dieser Beitrag durch Beobachtungen an meiner eigenen Haut, die mich im Dezember 2007 zu einer ersten These anregten – die im März 2008 durch Dr. Lautenschläger (Dermaviduals) bei einem persönlichen Besuch als sehr plausibel bestätigt wurde.

Lichtinduzierte Prozesse in der Haut: Photoaging

Wenn die hauteigenen Schutz- und Reparaturmechanismen der Haut überfordert sind, kommt es zu mehr oder weniger intensiv ausgeprägten Schäden. Der Sonnenbrand ist eine Entzündungsreaktion der Haut, ein so genanntes Erythem, das von einer kaum sichtbaren Rötung bis hin zu schweren Verbrennungsgraden reichen kann; die Unterschiede sind rein graduell. Jeder Sonnenbrand hinterlässt irreparable Schäden, auch nachdem er abgeheilt ist. Die Haut vergisst niemals, kann man in verschiedenene Publikationen lesen; das stimmt: sie registriert jede Strahlung; Schäden zeigen sich mitunter erst Jahre später. Was genau passiert in der Haut, wenn sie intensiver Sonneneinwirkung ausgesetzt ist?
Grundsätzlich müssen wir uns bewusst machen, dass Sonnenlicht nur Schädigungen bewirken kann, in dem es von Substanzen mit konjugierten Doppelbindungen absorbiert wird; in der Haut sind Proteine, Hornschichtlipide und Nukleinsäuren davon betroffen.
UV-Strahlung bewirkt unterschiedliche Schädigungen, abhängig von der Wellenlänge und ihrer damit verbundenen Fähigkeit, mehr oder weniger tief in die Haut einzudringen. Kurzwelliges Licht wie UV-C (mit Wellenlängen zwischen 100 und 290 nm) wird durch die Atmosphäre absorbiert (die Diskussionen um das Ozonloch zielen u. a. auf die Gefahr durch dieses kurzwellige Licht, das zunehmend bis zur Erdoberfläche vordringen kann).

UV-A

UV-A ( 320–400 nm) greift primär die DNS-Stränge der Zellkerne über Oxidationsprozesse an und wirkt hemmend auf das Immunsystem. Es ist hauptsächlich für der Aktivierung der Melaninsynthese verantwortlich: wir bräunen (Sofortpigmentierung durch durch durch Licht hervorgerufene Oxidation von Melanin-Vorstufen, die ca. 24 Stunden anhält; erst nach 1–4 Tagen erfolgt die Spätpigmentierung durch UV-A- und UV-B-Strahlung durch eine Steigerung der Melaninproduktion). Sein Einfluss auf die lichtbedingte Hautalterung zielt vor allem auf die Dermis, die Lederhaut, da die langwellige, energieärmere UV-A-Strahlung tiefer in die Haut eindringen kann.
Lichtbedingte Schäden in der DNS des Zellkerns reichen von Fehlern im Auslesen der Erbinformation bis hin zur daraus resultierenden Synthese fehlerhafter, mutierter Proteine, die ihre Funktionen in der Zelle nicht mehr erfüllen können: die Folge ist im Extremfall Zelltod oder, wenn sie sich aufgrund der Mutationen unkontrolliert weiter teilen – ein Melanom, Hautkrebs. Die oben genannte Schwächung des Immunsystems verringert zudem die hauteigenen Mechanismen in der Vernichtung entarteter Zellen.
Lichtbedingte Schäden an den Proteinen führen u. U. dazu, dass sie ihre Fähigkeit zur Enzymbildung verlieren, die notwendig für wesentliche Prozesse in der Haut sind. Das Keratin der Hornschichtzellen (der Keratinozyten) selbst ist davon wenig betroffen, da sie innerhalb von 4 Wochen aus der Basalschicht nach oben »nachgeschoben« werden und sich daher schnell regenerieren; anders betroffen sind die Strukturen von Collagen, einem Gerüstprotein in der Dermis: nachweislich regt UVA-Licht die Bildung eines collagenabbauenden Enzyms an, das die Strukturen angreift und sie porös macht. Da Collagen im Gegensatz zu anderen Proteinen nur sehr langsam ersetzt wird, sind Schäden an diesen Proteinen schwerwiegend.

UV-B

UV-B (290–320 nm) verstärkt die Collagenquervernetzung, ist an der Oxidation von Fetten beteiligt und fördert lichtallergische Reaktionen; seine Wirkung entfaltet sich vor allem in der Epidermis, der Oberhaut.
Lichtbedingte Schäden an Proteinen betreffen vor allem das hauteigene Collagen: es wird angeregt, verstärkt Quervernetzungen auszubilden; das Gerüst wird starrer und verliert auf diese Weise seine Elastizität.
Lichtbedingte Schäden an Hautlipiden entstehen durch Oxidation: ein großer Teil der hauteigenen Lipide ist gesättigt und weist keine Doppelbindungen auf, die durch Licht angegriffen werden können; es finden sich jedoch auch Anteile an Öl- (ca. 33 %), Palmitolein- (ca. 3,6 %) und Linolsäure (ca. 12 %) in den Stratum corneum-Lipiden; auch Ceramid 1 weist durch seine Veresterung der langkettigen ω-Hydroxyfettsäure mit Linolsäure Doppelbindungen auf. Starke Sonneneinstrahlung fördert oxidative Prozesse in der Haut und führt über die Bildung freier Radikale zu verschiedenen Symptomen als direkte oder indirekte Folge der Lipidoxidation wie z. B. Pigmentflecke.

Hauteigene Schutzmechanismen

Unsere Haut verfügt durchaus über hauteigene Schutz- und Reparatur-Mechanismen, die auf angemessene und dosierte UV-Strahlung effektiv reagieren können. Licht regt im Wesentlichen folgende Prozesse an:

Hauteigene Schutz-Mechanismen

  1. Steigerung der Proliferation (Zellteilung) mit Verdickung der Hornschicht (die so genannte Lichtschwiele); UV-Strahlung wird dadurch diffus reflektiert und vom Keratin der Hornzellen absorbiert,
  2. Bildung von licht-absorbierendem Melanin (dem Pigment, dem wir unsere Bräune verdanken) in den Melanozyten der Basalschicht (Stratum basale). Optimal wirkt es erst, wenn es das Stratum corneum, die Hornschicht, erreicht hat. Die Höhe der Synthese ist vom Hauttyp abhängig, wie wir wissen – es gibt schnell bräunende Menschen und andere, die kaum braun werden,
  3. gesteigerte Synthese von Urocaninsäure durch enzymatische Spaltung  von Ammoniak aus der Aminosäure Histidin (leider leicht abwaschbar), die UV-Strahlung absorbiert,
  4. erhöhte Schweißbildung zur Erzeugung von Verdunstungskälte.
  5. als Zwischenprodukt der Cholesterinsynthese in der Haut entsteht das Lipid Squalen, das die Fähigkeit besitzt, die Oxidation hauteigener Lipide zu verringern, indem es Sauerstoffmoleküle so genannter freier Radikale »quencht«, d. h. in einen unangeregten Zustand zurückführt.

Hauteigene Reparatur-Mechanismen

Reichen die primären Schutzmaßnahmen nicht aus, greifen Reparatur-Mechanismen, von denen ich die wesentlichen kurz zusammenfassen möchte:

  1. Abbau geschädigter Proteine und Nukleinsäuren, die oxidativ verändert wurden,
  2. Anregung der Neubildung geschädigter Zellen,
  3. Erythembildung (Rötung, Schwellung) durch Erweiterung der Zellmembrane, Erhöhung ihrer Permeabilität und der damit möglichen Beseitigung geschädigten Zellinhalts durch Substanzen des Immunsystems,
  4. DNA-Reparaturenzyme erkennen Schäden in der DNA, spalten zerstörte Segmente ab und ersetzen sie.
  5. Sind hauteigene Reparaturmechanismen erfolglos, wird der Zelltod herbeigeführt, um eine Entartung (die zu Hautkrebs führen könnte) zu verhindern.

Sinnvolle Ingredienzen für Sonnenschutz- und Pflegepräparate

Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, dass die Rezeptur eines Kosmetikums für den Einsatz in praller Sonne (nicht nur für Sonnenschutz-, sondern auch für Pflegepräparate) überlegt zusammen gestellt werden muss, um unsere Haut effektiv vor intensiver Sonneneinstrahlung schützen zu können – und um selbst auf der Haut stabil zu bleiben, ein Aspekt, dem meiner Beobachtung nach bisher kaum Beachtung geschenkt wurde. Folgende Auflistung hilft Ihnen bei der Planung. Sie benötigen:

  1. Licht- und oxidationsstabile Öle: Die licht-exponierte Anwendung von Sonnenschutz- und Pflegepräparaten erfordert oxidationsstabile Öle ohne bzw. (in normalen Pflegepräparaten) mit geringem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Einige Öle sind hervorragende Stabilisatoren für andere, so dass auch Öle mit einfach ungesättigten Fettsäuren in Kombination verwendet werden können.
    Als Basis Ihres Sonnenschutz-Präparats empfehle ich Ihnen daher Jojobaöl, Meadowfoamöl (Wiesenschaumkrautöl), Marulaöl, Sheanussöl, Kokos- und Babassuöl; auch Neutralöl (ein auf Basis von Kokos- und Palmkernöl hergestelltes Lipid mit Kettenlängen zwischen C8 und C12 mit der INCI-Bezeichnung Caprylic/Capric Triglyceride) ist für diesen speziellen Einsatzzweck sehr gut geeignet. Unproblematisch sind ebenfalls Pflanzenbuttern mit geringem Anteil an zwei- und mehrfach ungesättigten Fettsäuren wie Shea-, Mango- und Cupuaçubutter. Nicht einsetzen sollten Sie oxidativ stark anfällige Öle wie Wildrosen-, Nachtkerzen-, Granatapfelsamenöl und andere Öle mit Anteilen an α- und γ-Linolensäuren und hohen Linolsäureanteilen (z. B.Hanf-, Holunder-, Johannisbeer- und andere Samenöle). In Sonnenschutzpräparaten sind raffinierte Öle gut eingesetzt, da sie keine instabilen Fettbegleitstoffe wie z. B. ungesättigte Phospholipide aufweisen. Wichtig ist, auf eine gute Spreitkaskade zu achten und auch schnell spreitende Öle einzusetzen (z. B. Kokos-, Babassuöl und Squalan), weil SoFiTix bei höherer Einsatzkonzentration sonst ein sehr stoppendes Hautgefühl erzeugen kann.
    In normalen Pflegepräparaten kann ein geringer Anteil an Ölen (bis ca. 10 %) mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren eingearbeitet werden, wenn die Basis-Lipidmatrix aus stabilen Ölen der Gruppe B-0 und B-1 besteht. Mit Arganöl, Reiskeimöl, Baobaböl und Sesamöl (Gruppe B-2) stehen zudem linolsäurehaltige Öle zur Verfügung, die verhältnismäßig stabil sind. Auch Avellanaöl ist ein ausgezeichnetes, lichtstabiles Öl mit hervorragenden kosmetischen Eigenschaften.
    Sinnvolle Lipidzusätze sind weiterhin Phytosterole: wie in Studien belegt, verhindern sie die UVA-induzierte Aktivierung collagenabbauender Enzyme wie MMP-1 (Matrixmetalloproteinase-1) und das aus dem Reiskeimöl und Reiskleie gewonnene Gamma-Oryzanol. Das Unverseifbare der Avocado ist daher ein hervorragender Rohstoff für Sonnenschutz- und lichtexponierte Pflegepräparate; dosieren sie es zwischen 3–5 %.
    Schließlich ist die Zugabe von Squalan aus oben beschriebenen Gründen sinnvoll, um in einer Emulsion als oxidativ stabiles und antioxidativ wirksames Lipid zu wirken. Sie können es pur verwenden oder als Inhaltsstoff von Amaranthöl: mit bis zu 8 % Squalen ist es ein sehr empfehlenswertes Öl für Sonnenpflege-Produkte; sein hoher Gehalt an gesättigter Palmitinsäure stabilisiert es zusätzlich, so dass es trotz seines Linolsäuregehalts als ergänzende Ölkomponente eingesetzt werden kann.
  2. Lichtschutzfilter: Die einzigen unproblematischen Lichtschutzfilter sind mineralische Pigmente wie Titanoxyd und Zinkoxyd wie in SoFiTix Breitband HT. Der Vorteil dieses Rohstoffs ist, dass er nachweislich nur in die obere Hornschicht penetriert und ein Kontakt mit den lebenden Zellen der darunter liegenden Dermis nicht stattfindet; weiterhin sind die Pigmente chemisch und biologisch stabil – daher gilt SoFiTix Breitband HT als ausgesprochen reizfrei und verträglich. Seine mikrofeine Struktur (es handelt sich um Partikelgrößen im Nano-Bereich) verhindert die Streuung sichtbaren Lichts, so dass ein unangenehmes Weißeln (wie bei früheren Präparaten) kaum noch auftritt. Die Pigmente sind »gecoatet« (das bedeutet, mit Silikonen, Lecithinen o.a. beschichtet) und können in etwas Öl vordispergiert werden. Sofitix HT Breitband schützt vor UV-A- und UV-B-Strahlung. Generell gilt, dass 1 Prozent Einsatzkonzentration, mit 2 multipliziert, dem Lichtschutzfaktor entspricht: bei 5 % Einsatz erreichen Sie demnach LSF 10.
  3. Wirkstoffe: In Sonnenschutz- und Pflegepräparaten sind entzündungshemmende, erythem-mindernde und reizmildernde Zusätze sinnvoll. Bewährt haben sich Panthenol (2 %), Tocopherol (0,2 %) und Ascorbinpalmitat (0,1 %) in Kombination.
    In After Sun-Produkten     wirkt Aloe Vera ausgesprochen juckreizstillend, entzündungshemmend und kühlend; dort ist auch Hamamelishydrolat hervorragend geeignet. In der Wasserphase können Eibisch- und Quittengel beruhigend und reizlindernd wirken, ebenso Panthenol und Tocopherol. Nach dem Sonnenbad bzw. abends sind Emulsionen und Pflegepräparate auf Basis von Wildrosen-, Granatapfel- und Nachtkerzenöl hervorragend zur Pflege geeignet; Linol- und Linolensäuren wirken antientzündlich und beruhigend auf sonnengeschädigte Haut.
  4. Konservierungsstoffe: Sonnenschutzpräparate sollten gut konserviert werden; naturgemäß werden sie auch zum Strand mit genommen und sind dort höheren Temperaturen ausgesetzt. In diesem Kontext halte ich den Einsatz von Parabenen ausnahmsweise ;) für angemessen; alternativ sollten Sie zweifach vorsorgen: mit 12–15 % Alkohol (96 % vol.) auf die Wasserphase und Kaliumsorbat oder Rokonsal™ BSB-N in entsprechender Einsatzkonzentration von 2 Tropfen auf 10 g Emulsion.
  5. Emulsionstypen: Welchen Emulsionstyp Sie wählen, liegt in Ihrem Ermessen. W/O-Emulsionen haften besser und halten auch leichtem Schwitzen stand; O/W-Emulsionen sind leichter und eventuell angenehmer bei hohen Temperaturen. Bei allergischen Reaktionen und Lichtdermatosen sind klassische Emulgatoren und fetthaltige Rezepturen jedoch tabu: hier können hydrierte Lecithine (Emulmetik® 320) als natürliche Emulgatoren für O/W-Emulsionen oder Gele eingesetzt werden oder reine Hydro(dispersions)gele auf Basis von Xanthan, Cellulose Gum oder anderen Cellulose-Derivaten. In Sonnenschutzpräparaten sollten Sie auf Reinlecithin und andere Lecithine mit primär ungesättigten Fettsäuren verzichten.

Warum sind mehrfach ungesättigte, native Öle ungeeignet?

Der Grund liegt in ihrer oxidativen Instabilität und dem bei nativen Ölen in der Regel höheren Gehalt an freien Fettsäuren, der sich in der FFA-Zahl ausdrückt (Free Fatty Acids) sowie dem Umstand, dass native Öle Reste fettspaltender Enzyme (Lipasen) enthalten können. In dünner Schicht großflächig auf die Haut aufgetragen und intensiven Licht-, Wärme- und Sauerstoffeinflüssen unterworfen beschleunigt sich der Abbau öleigener Antioxidantien und in Folge die Lipidoxidation; freie Radikale werden frei, insbesondere wenn die Oxidation schon eingesetzt hat. Dies bedeutet extremen oxidativen Stress für die Haut durch toxische Abbauprodukte, die Zellmembranschäden fördern und in Folge Hautalterungserscheinungen beschleunigen können.
In Kaufkosmetik werden ausschließlich raffinierte Öle verwendet, die durch diesen Prozess bedingt extrem niedrige Ausgangswerte an FFA haben und zudem in sehr niedrigen Konzentrationen eingesetzt werden; aus Stabilitätsgründen sind ihnen Tocopherole zugesetzt. Sie werden zusätzlich durch Jojobaöl, Neutralöl und HO-Sonnenblumenöl oxidativ stabilisiert. Manche Öle sind sehr werbewirksam (beispielsweise Wildrosenöl) und ausgezeichnet für die Pflege sonnenstrapazierter Haut nach dem Sonnenbad, nicht jedoch in einem Sonnen-Kosmetikum. Orientieren Sie sich bitte nicht an INCI-Listen von Kaufkosmetik: unsere nativen Öle und unsere Rezepturen lassen sich nicht mit dieser vergleichen.

Lichtschutzfaktoren

Sonnenschutzmittel werden heute mit extrem hohen Lichtschutz-Faktoren (LSF) beworben. Physikalisch gesehen absorbiert ein Produkt mit LSF 20 bereits 95 % aller UVB-Strahlen; ein LSF 50 steigert dies lediglich um 3 % auf 98 % Absorption. Selbst empfindliche Menschen können sich, meint Dr. Kindl (Quelle: Dr. Gerd Kindl, Die Qual der Wahl beim Sonnenschutz. Pharmazeutische Zeitung, 29/2003, hier als PDF-Dokument) mit LSF 30 bei gesunder Haut »an jedem Ort der Erde ausreichend schützen«.
Mit SoFiTix Breitband HT wird ein zuverlässiger UV-A- und UV-B-Schutz erreicht, der pro Prozent Einsatzkonzentration ca. LSF 2 entspricht. Kurz: verdoppeln Sie die Einsatzkonzentration in %, und Sie haben einen Anhaltswert für Ihren Lichtschutzfaktor. Bei einer Einsatzkonzentration bis 10 % ist demnach ein LSF 20 erreichbar.

Quellenangaben und weiterführende Literatur

  1. Eberhard Heymann, Haut, Haar und Kosmetik. Verlag Hans Huber 2003
  2. Marilyn A. Lampe et al: Human Stratum corneum lipds: characterization and regional variations. Journal of Lipid Research, Volume 24, 1983
  3. Christiane Rickmeyer: Penetrationseigenschaften von beschichtetem mikrofeinem Titandioxid. Dissertation. Berlin 2002
  4. Kohno Y., Egawa Y., Itoh S., Nagaoka S., Takahashi M., Mukai K., Kinetic study of quenching reaction of singlet oxygen and scavenging reaction of free radical by squalene in n-butanol. Biochim. Biophys. Acta 1256 (1995) 52–56
  5. Sebastian Zellmer: Lipid- und strahlingsindizierte Störungen des humanen epidermalen Stratum corneums. Habilitation. Halle, 2001