j. Soc. Cosmetic Chemists 21, 817-823 (1970) UV-Bestrahlung der Humanhaut und ihre Histidase-Aktivitit A. •EN•gEK* UND V. KRS** Nach einem [7ortrag, gehalten am 9. Mai 1970 in Gb'ttingen Synopsis--U.V. Irradiation of Human Skin and Histidase Activity. The authors have shown in 1953 that urocanic acid is present in human sweat (Ref. 1). Evidently histidase (L-histidine ammonia lyase), which converts histidine to urocanic acid, is present in the liver and the epidermis of mammals (Ref. 2,3). The physiological function ofurocanic acid in the liver differs frcm that in the epidermis since in the former it is continuously degraded until glutamic acid is reached. On the other hand, no enzyme which can decompose urocanic acid is present in the skin (Ref. 4). Know- ledge of the relationship between urocanic acid and U.V. light protecting effect dates back to the year 1955 (Ref. 5) and has been confirmed by others (Refs. 6, 7). The only evidence that urocanic acid has no effect against U.V. light radiation is based on the observation that histidinemia (in which no urocanic acid is formed in the body) is not associated with unusual hypersensitivity towards U.V. light (Ref. 3). The evidence for the physiological function of urocanic acid is threefold: Urocanic acid, at the concentration normally found in the skin, absorbs approximately 50% of the U.V. radiation at 307 nm reaching the surface of the earth (Refs. 8, 9). Urocanic acid is a reversible sun-protective agent because of its cis-trans isomerism (Ref. 10). Thirdly, the level of urocanic acid in an autochthonic population of Negroes is much higher than that of Central Europeans (Refs. 11, 12). Preliminary evidence that urocanic acid is formed under the influence of U.V. light radiation has been presented previously (Refs. 13, 14, 15, 16). It is the purpose of this investigation to confirm that histidase activity is increased in the epidermis subsequent to the influence of U.V. light and that this ultimately leads to the formation of urocanic acid in the skin. Twelve subjects were irradiated on the external aspect of the upper arm with a commercial U. V.lamp (Javorina). Irradiated and unitradiated epidermis was then removed by vacuum produced blisters (Ref. 19). The removed epidermis was homogenized with carborundum and finally examined for histidase activity by the method of Tabor (Ref. 20). The results indicated that histidase activity in all twelve subjects was already increased after 2 hours and that it reached a maximum at about 24 hours. After 72 hours the histidase activity had been reduced to the original value. The authors add the following observation: Histidase activity in individuals varied widely but * Lehrstuhl fiir Sportmedizin, Fakultiit fiir Allgemeine Medizin der Karlsuniversitiit, Praha 2, Salmovskfi 5. ** Laboratorium fiir Stoffwechsel und Hygiene der Haut, Karlsuniversitiit, Praha 2,Vy•:hradskfi 49. 817

818 JOURNAL OF THE SOCIETY OF COSMETIC CHEMISTS higher histidase activity (on the basis of their observations) was always associated with individuals who had received relatively large exposure to ordinary sunlight (water skiers). UV-SCHUTZ DURCH UROCANINS•_URE Im Jahre 1953 (1) wurde bewiesen, dab jener Fleck des Papierchromato- gramms menschlichen SchweiBes, der mir der diazotierten p-Aminobenzol- sulfons•iure (Sulfanilsiiure) im alkalischen Medium entsteht (Paulysche Reak- tion), dutch die Imidazol-4-acryls•iure oder Urocanins•iure verursacht wird. Die Urocanins•iure entsteht dutch Einwirkung der Histidase oder besser, nach der modemen Terminologie, der Histidin-Ammoniak-lyase aus Histidin. Leber und Haut der S•iugetiere sind Gewebe mir der hiSchsten Histidase-Akti- vit•it (2). Zwischen der Histidase-Aktivit•it der Leber und der der Haut be- stehen der Literatur gemiB eine Reihe von Analogien: sie fehlen bei den Ratten in friihen Entwicklungsstadien, mir zunehmendem Alter steigt die Aktivit•it an. Werden beide Gewebe maligne, dann verschwindet ihre Histi- dase-Aktivit•it (27). Beide Faktoren sind bei der Vererbungsanomalie, der Histidin•imie, nicht vorhanden (3). Trotzdem besteht zwischen den physiologischen Funktionen der Urocanin- s•iure als Produkt der Histidase-Aktivit•it in der Leber und in der Haut ein groBer Unterschied. In der Leber nimmt diese Substanz mengenm•iBig nicht zu (2), da sie dutch die Urocanase in die Imidazolpropions•iure und auch durch weirere Enzyme in die Formiminoglutamins•iure und schlieBlich in die Glutamins•iure gespalten wird. In der Epidermis dagegen wurde weder Uro- canase noch ein anderes Urocanins•iure spaltendes Enzym nachgewiesen (4). Es ist also hiSchstwahrscheinlich, dab Urocanins•iure als Endprodukt einer Abzweigung des Aminos•iuren-Metabolismus irgendeine spezielle physiolo- gische Funktion besitzt. Bereits im Jahre 1955 (5) wurde die Hypothese aufgestellt, dab die Urocanin- s•iure des SchweiBes die physiologische Aufgabe eines 'Sunscreen' gegen das solare Erythem besitzt, wofiir auch sp•itere Feststellungen sprechen. Der durchschnittliche Urocanins•iure-Gehalt des SchweiBes schwach pigmentletter Personen, die auf UV-Bestrahlung mir einem Erythem reagieren, ist betr•icht- lich niedriger, etwa 3 mg %, als bei gut pigmentierten Personen mir ca. 17 mg %, die praktisch kein Erythem zeigen und sich soloft br•iunen (6). Als kurz danach Spier und Pascher (7) nachwiesen, dab die Konzentration an Urocanin- s•iure in der Epidermis h•iufig mehr als 0,5% betr•igt, wurde die Hypothese in dem Sinne modifiziert, dab die Lichtschutzfunktion von dieset Substanz in der Epidermis ausgetibt wird. Das oft erw•ihnte Hauptargument gegen die Annahme einer Schutzwirkung der Urocanins•iure gegeniiber der UV-Strahlung beruht auf der Beobachtung