UVR ist ein Hautkrebserreger, aber keine Studien verbinden Sonneneinstrahlung mit einer erhöhten Gesamtmortalität. Epidemiologische Studien aus dem Vereinigten Königreich und Schweden verbinden Sonneneinstrahlung mit einer reduzierten Gesamt-, Herz-Kreislauf- und Krebssterblichkeit. Die Vitamin-D-Synthese hängt von der UVB-Exposition ab. Personen mit einem höheren Vitamin-D-Serumspiegel sind in vielerlei Hinsicht gesünder, aber mehrere Studien zur oralen Vitamin-D-Supplementierung zeigen wenig Nutzen. Immer mehr Erkenntnisse zeigen, dass Sonnenlicht gesundheitliche Vorteile durch Vitamin-D-unabhängige Wege hat, wie z.B. die Photomobilisierung von Stickstoffmonoxid aus Hautspeichern mit Verringerung der kardiovaskulären Morbidität. Sonnenlicht hat wichtige systemische gesundheitliche Vorteile sowie Risiken. …
Epidemiologische und evolutionäre Erkenntnisse deuten auf einen erheblichen Nutzen von Sonneneinstrahlung hin, offenbaren jedoch keine Mechanismen. Die Bildung von Vitamin D ist das am besten erforschte UV-abhängige Biomolekül. UVB-Strahlung ist für die epidermale Bildung von Cholecalciferol erforderlich, der Vorstufe des aktiven Vitamin D3, 1,25-Dihydroxycholecalciferol. Der gemessene Vitamin-D-Status (im Allgemeinen das einfach hydroxylierte 25-Hydroxycholecalciferol als Zwischenprodukt) dient als nützlicher Biomarker für die Exposition gegenüber UVB-Sonnenlicht, wie die saisonalen Schwankungen des Vitamin-D-Spiegels mit einem Tiefpunkt in den Wintermonaten belegen. Der Kalzium- und Phosphatstoffwechsel ist auf Vitamin D angewiesen, und niedrige Vitamin-D-Spiegel aufgrund unzureichender Ernährung oder Sonneneinstrahlung verursachen Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen. …
Zahlreiche Krankheiten, darunter Bluthochdruck, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, zerebrovaskuläre Erkrankungen, Stoffwechselerkrankungen, Multiple Sklerose (MS) und Krebs, werden alle mit niedrigen gemessenen Vitamin-D-Werten in Verbindung gebracht, und die Vitamin-D-Nahrungsergänzungsmittelindustrie hat weltweit einen Wert von rund 1,5 Milliarden Dollar pro Jahr (Mordor Intelligence, 2023). Insgesamt 30 % aller Amerikaner im Alter von über 60 Jahren nehmen Vitamin-D-Präparate ein (Cummings und Rosen, 2022). Korrelation ist jedoch kein Beweis für Kausalität. Metaanalysen mehrerer randomisierter kontrollierter klinischer Studien zur oralen Einnahme von Vitamin D-Supplementen zeigen keinen Nutzen bei der Verringerung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Bluthochdruck, zerebrovaskulären Erkrankungen, Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM), chronischer Nierenerkrankung oder MS …
… Dennoch raten dermatologische Ärzte zu strikter Vermeidung von Sonnenlicht, wobei eine orale Vitamin-D-Ergänzung vermutlich die gesundheitlichen Nachteile ausgleichen soll, die bei niedrigen gemessenen Vitamin-D-Werten bei Sonnenvermeidern auftreten (American Academy of Dermatology, 2023). Dieser Rat ist in einer Zeit überholt, in der die überwältigende Zahl an Beweisen zeigt, dass eine Vitamin-D-Ergänzung nur für eng definierte Untergruppen der Bevölkerung und eine begrenzte Anzahl von Erkrankungen von Nutzen ist.
Blutdruck ist weltweit die häufigste Ursache für behinderungsbereinigte Lebensjahre und für 18 % aller Todesfälle weltweit verantwortlich (Murray et al., 2012). Der Bevölkerungsblutdruck korreliert direkt mit dem Breitengrad, sodass etwa 25 % der Blutdruckvariation in der Zeit vor der Einführung antihypertensiver Behandlungen auf den Breitengrad zurückzuführen sind (Weller et al., 2021). Auch die Jahreszeit hat einen starken Einfluss auf den Blutdruck. In Großbritannien beträgt die Sommer-Winter-Variation des Bevölkerungsblutdrucks 5,6 (95 % KI = 7,1–4,0)/3,3 (95 % KI = 4,0–2,7) mmHg (Kollias et al., 2019). Diese Daten deuten auf einen sonnenlichtbedingten Mechanismus hin. Gemessene Vitamin-D-Spiegel korrelieren umgekehrt proportional zum Blutdruck, sodass bei Personen mit Vitamin-D-Spiegeln im oberen Quartil die Wahrscheinlichkeit einer Hypertonie-Diagnose halbiert wird wie bei Personen im unteren Quartil (Zhang et al., 2020). Orale Vitamin-D-Präparate haben jedoch keinen Einfluss auf den Blutdruck (Bolland et al., 2014), sodass ein Vitamin-D-unabhängiger Effekt verantwortlich sein muss.
Ich und meine Kollegen haben einen alternativen Mechanismus identifiziert, durch den Sonnenlicht den Blutdruck senkt. Die Haut enthält große Mengen an Stickoxiden, hauptsächlich als Nitrat, Nitrit und S-Nitrosothiole (Mowbray et al., 2009 ). Die Entdeckung von Feelisch et al. (2010), dass Nitrat in Gegenwart von Thiolen durch UV-Licht photoreduziert werden kann (Dejam et al., 2003), legte die Möglichkeit nahe, dass diese kutanen Stickoxide für die bekannten saisonalen und breitenabhängigen Schwankungen des Blutdrucks in der Bevölkerung verantwortlich sein könnten. Die Gruppen um Weller und Suschek zeigten anschließend unabhängig voneinander, dass UVA-Bestrahlung an Probanden Stickstoffmonoxid (NO) aus den Hautspeichern in den Blutkreislauf mobilisiert und dort durch arterielle Dilatation den Blutdruck senkt (Opländer et al., 2009), und zwar temperaturunabhängig (Liu et al., 2014). UVA wurde verwendet, da UVA kein Vitamin D synthetisiert und somit die Vitamin-D-unabhängige Natur der UV-induzierten Blutdrucksenkung nachgewiesen werden konnte. Die zur Mobilisierung von NO aus Keratinozyten erforderliche UV-Energie des natürlichen Sonnenlichts liegt unterhalb derjenigen, die zu nachweisbaren DNA-Schäden führt (Hazell et al., 2023). In einer epidemiologischen Studie mit über 340.000 amerikanischen Dialysepatienten, deren Blutdruck dreimal wöchentlich gemessen wird und die in über 2.000 verschiedenen Dialysezentren in den gesamten USA behandelt und über zwei Jahre lang beobachtet wurden, konnten wir den Zusammenhang zwischen UV-Strahlung und Blutdruck untersuchen, wobei wir die Temperatur korrigierten und die Auswirkungen von Wellenlänge und Hautfarbe auf diesen Zusammenhang untersuchten. Wir bestätigen, dass die UV-Belastung unabhängig von der Temperatur umgekehrt proportional zum Blutdruck ist und dass der positive blutdrucksenkende Effekt von UV-Strahlung bei weißen Amerikanern stärker ausgeprägt ist als bei schwarzen Amerikanern und bei UVB stärker ist als bei UVA (Weller et al., Weller)
Die Senkung des Blutdrucks korreliert linear mit der Verringerung der kardiovaskulären Ereignisse (Ettehad et al., 2016), die selbst die Hauptursache für die globale Sterblichkeit sind (Weltgesundheitsorganisation, 2020). Die relative Risikoreduktion ist unabhängig von Alter und Vorbehandlung BP (Blood Pressure Lowering Treatment Trialists' Collaboration, 2021), obwohl die absolute Risikoreduktion bei älteren Kohorten und solchen mit höheren Vorbehandlungswerten größer ist. Bluthochdruck ist keine Krankheit, sondern eine Klassifizierung, und auf Bevölkerungsebene reduzieren Blutdrucksenkungen kardiovaskuläre Ereignisse und Mortalität in der Bevölkerung. Um dies widerzuspiegeln, änderte die American Heart Association die Definition von Bluthochdruck im Jahr 2017 von einem klinischen BP >140/90 mmHg auf >130/80 (Whelton et al., 2018), und die Europäischen Gesellschaften für Hypertension und Kardiologie haben 2018 eine ähnliche Neuklassifizierung vorgenommen (Williams et al., 2018). Die saisonalen Unterschiede bei der Sterblichkeit sind zwischen Ländern in höheren Breiten bestehen und werden weitgehend durch die Variationen der kardiovaskulären Sterblichkeit verursacht (Marti-Soler et al, 2014). Es entspricht der gleichen saisonalen Variation in BP und ist nicht in Ländern zu sehen, die näher am Äquator liegen. Die Temperatur spielt eine Rolle bei der saisonalen BP-Variation, aber wir haben gezeigt, dass sie nur etwa die Hälfte ausmacht (Weller et al, 2020). Die enge Beziehung zwischen BP und den daraus resultierenden kardiovaskulären Ereignissen bedeutet, dass der um 6 mmHg höhere systolische BP im Winter als im Sommer (Kollias et al., 2019) kausal mit der um 23 % höheren kardiovaskulären Sterblichkeit in Verbindung gebracht werden kann (Stewart et al., 2017). Eine unzureichende UV-Exposition in den Wintermonaten liegt somit einem Großteil des regelmäßigen Anstiegs der Gesamtsterblichkeit im Winter zugrunde.
Die UV-gesteuerte Vitamin-D-Bildung macht einige der Vorteile des Sonnenlichts aus, insbesondere für die Knochengesundheit. Die UV-gesteuerte NO-Freisetzung ist wahrscheinlich für einen Großteil der kardiovaskulären Auswirkungen verantwortlich. Andere Mechanismen, in denen UV die systemische Gesundheit beeinflussen könnte, existieren, wurden aber noch wenig am Menschen untersucht. Die Schichtung der Gentranskription in PBMCs und Adipozyten nach der Jahreszeit, in der sie analysiert wurden, zeigt, dass 30 % der proteinkodierenden Gene saisonale Variationen aufweisen (Dopico et al, 2015). Im Großen und Ganzen werden proinflammatorische Gene im Winter hochreguliert, begleitet von einem Anstieg der Proteinmarker der Entzündung wie IL-6-Rezeptor und CRP. Die Autoren schlagen vor, dass diese jährlichen Rhythmen den Körper auf den Anstieg der Prävalenz von Infektionskrankheiten im Winter vorbereiten, auf Kosten einer Erhöhung des Risikos von kardiometabolischen Erkrankungen im Zusammenhang mit Entzündungen.
Die normale racemische Mischung aus trans- und cis-urocansäure (UCA) in der Epidermis wird durch UV-Exposition zu überwiegend cis-UCA verändert (Hart und Norval, 2021). Diese Isomerisierung führt zu lichtschützenden Wirkungen, wobei UCA-mangelhafte Mäuse 40 % mehr Photodimere zeigen, die nach UVB-Bestrahlung gebildet werden, als Wildtyp-Mäuse (Barresi et al., 2011). Photoisomerisiertes cis-UCA hat immunmodulatorische Wirkungen auf die Haut, die zum einen Entzündungen kontrollieren und andererseits Hautkrebs fördern können, indem sie die zellvermittelte Immunität verringern. …
Klinische Studien über krankheitsspezifische Vorteile der Sonneneinstrahlung sind begrenzt, aber ein Quartett indirekter Maßnahmen kann auf die Bedingungen hindeuten, bei denen UV wichtig ist. Da die Hautfarbe die Reaktion auf UV bestimmt, muss dies bei der Analyse epidemiologischer Messungen berücksichtigt werden. Eine UV-beeinflusste, Vitamin-D-unabhängige Krankheit kann hypothetisch gemacht werden, wenn es einen Breitengradienten, eine saisonale Variation und eine Korrelation mit den gemessenen Vitamin-D-Spiegeln gibt, aber in klinischen Studien keinen Nutzen aus Vitamin-D-Supplementierung oder Mendelschen Randomisierungs-Prox-Maßnahmen dafür (Tabelle 1). …
Die Gesamtmortalität ist im Winter deutlich höher als im Sommer. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schotte während einer Woche im Januar stirbt, ist 30 % höher als während einer Woche im Juli (Gemmell et al, 2000), und die gleiche deutliche Veränderung der Sterblichkeit mit einem Wintergipfel und einem Sommer-Nadir wird bei kardiovaskulärer und nicht-kardiovaskulärer/nicht krebsfreier Sterblichkeit in allen Ländern mit höheren Breitenfällen beobachtet (Marti-Soler et al, 2014), aber nicht in äquatorialen Ländern. Hippokrates schrieb im 5. Jahrhundert vor Christus diese saisonale Variation der Krankheit. Der regelmäßige Anstieg der kardiovaskulären und respiratorischen Infektionssterblichkeit in jedem Winter ist so vorhersehbar, dass die Personalbesetzung in Krankenhäusern, die Urlaubstermine der Ärzte und sogar die Regierungspolitik zum Zeitpunkt der Aufhebung der COVID-19-Beschränkungen geplant sind, um Zeiten zu vermeiden, in denen der Nationale Gesundheitsdienst unter maximalem Winterstress steht (Sample und Grover, 2021). Wir leben seit Jahrtausenden mit dieser regelmäßigen jährlichen Pandemie und sind so normalisiert, dass wenig darüber nachgedacht wird, warum sie auftreten sollte. Es werden Assoziationen mit Änderungen der Temperatur oder Luftfeuchtigkeit oder des Lebens in Innenräumen hergestellt, aber mit minimalem Nachweis, dass diese Faktoren kausal zusammenhängen. Die zuvor skizzierten Beweise dafür, dass UV wichtig ist, sind mindestens so robust wie die vorhandenen weitgehend anekdotischen Erklärungen. ….
