Chronologische Hautalterung & Vorzeitige Hautalterung durch UV Strahlung (Photo-Aging)

Die Haut ist unser größtes Organ. Sie ist zugleich die äußerste  Grenze unseres Organismus und schützt diesen vor den Gefahren der Umgebung in der wir uns bewegen. Epidermis, Dermis und subkutanes Gewebe, das sind die drei Schichten dieses hochkomplexen Organs, bestehend aus mehreren Strukturen und verschiedenen Zelltypen.

Die Epidermis - die obere Hautschicht

Die Epidermis, die äußerste Schicht, besteht (etwa  zu 90 %) hauptsächlich aus Keratinozyten, dieser Zelltyp stellt das Keratin (Faserproteine aus denen Haut, Haare, Finger- undZehennägeln, etc.) her, welche im Laufe ihrer Entwicklung sich differenzieren  Die Keratinozyten stammen von den epidermalen Stammzellen in der Basalschicht ab (dort sitzen auch die auf Druck reagierenden Merkelzellen), durchwandern die Hautschichten, ändern dabei ihre Funktion, verlieren ihren Zellkern, sterben ab  und gelangen in die Hornschicht oder Stratum Corneum. Aus den Keratinozyten sind Korneozyten geworden. Was aber nicht heißt, dass sie jetzt nutzlos geworden sind. Denn die Hornschicht bildet die Barriere, die Fremdkörper und Keime vom menschlichen Organismus abhält und auch dafür sorgt, wenn sie intakt ist, dass die Haut nicht austrocknet. Keratinozyten sind Teil des Immunsystems der Haut, an Entzündungsprozessen und auch an der Wundheilung beteiligt.

Zudem werden von den Keratinozyten auch Zytokine produziert, das sind Proteine bzw. Peptide die das Wachstum der Zellen (Wachstumsfaktoren)  und deren Differenzierung regulieren und können auch die Entzündungsprozesse (TNF-alpha und IL-1, Interleukine und Chemokine werden freigesetzt)  beeinflussen und immunologische Reaktionen auslösen.

Die weiteren Zelltypen in der Epidermis sind hauptsächlich die Melanozyten in der Basalzellschicht (die Melanin herstellen und dieses an die Keratinozyten im Pigmenttransfer abgeben.  Melanin absorbiert ultraviolettes Licht und schützen so die Zellkerne vor der UV Strahlung) und ist auch für die Sonnenbräune verantwortlich.  

Und die Langerhanszellen, die ein wichtiger Teil des Immunsystems der Haut sind, da sie körpereigene und körperfremde Moleküle (Antigene) „markieren“ (an spezialisierte Proteinverbindungen angedockt werden) und sie so für die T-Lymphozyten (weiße Blutzellen, die für die Immunabwehr verantwortlich sind)  erkennbar werden. Eine Basalmembran trennt die Epidermis von der Dermis.

Die Dermis, die Lederhaut - die mittlere Hautschicht

Die mittlere Hautschicht ist die Dermis oder „Lederhaut“ (Der deutsche Begriff bezieht sich auf die Bearbeitung von Tierfellen, die Dermis ist somit das beim Tier, was wir dann später zu Geldbörsen und Handtaschen verarbeitet sehen). Die Dermis enthält hauptsächlich extrazelluläre Proteine, die von den folgenden Fibroblasten produziert werden. Die Versorgung der Haut (Blutgefäße und Lymphgefäße) mit Sauerstoff und Nährstoffen, bzw. den Abtransport von Stoffwechselprodukten erfolgt in der Dermis. Zudem befinden sich in der Dermis Kollagenfasern und elastische Fasern. Ebenso sind die Talg- und Schweißdrüsen in der Dermis gelegen.

Die Subcutis - die unterste Hautschicht

Im Unterhautfettgewebe befinden sich die Fettzellen, die unterfüttern das Bindegewebsnetzwerk aus kollagenen und elastischen Fasern.

Die Funktionen der Haut

• UV Strahlenschutz

•     Wärmeregulierung

•     Immunantwort

•     biochemische Synthese

•     Sensorik

•     Regelung und Schutz vor Verlust von Wasser und Elektrolyten

Wenn die Haut sie alt aussehen lässt:

Der Alterungsprozess der Haut

Altern ist als Verschleiß auf zellulärer Ebene definierbar. Altern ist das Ergebnis eines genetischen Programmes oder wenn man so einer will, einer biologischen Uhr, die genetisch in jedem Lebewesen „tickt.“  Eine kumulative Schädigung der Gene führt zu vorzeitigem Altern und zum Tod, was allerdings von den Reparatursystemen des Organismus abhängig ist.

Die somatischen Zellen haben Telomere am terminalen Teil der eukaryotischen Chromosomen, die aus vielen Hunderten von Tandem-Kurzsequenz-Wiederholungen (TTAGGG) bestehen, die vorbestimmen, wie oft sich die Zelle teilen kann, bevor sie altern. Das Enzym DNA-Polymerase, das zelluläre Chromosomen während der Zellteilung replizieren (die DNA verdoppelt sich vor der Teilung), kann die endgültigen DNA-Basenpaare jedes Chromosoms nicht replizieren, was zu einer progressiven Verkürzung der Telomere mit jeder Zellteilung führt.

Ein kritisch kurzes Telomer beeinträchtigt die Gentranskription und signalisiert zelluläre Alterung, die ansonsten besser als „Apoptose“ (genetisch vorprogrammierter Zelltod) bekannt ist. Humane Keratinozyten nähern sich nach 50–100 Populationsverdopplungen in der Kultur einer replikativen Alterung ( Alterung im Sinne von Seneszenz = bezeichnet man das biologische Phänomen, dass die meisten Zellen von Wirbeltieren nach einer bestimmten Zahl von Zellteilungen (Mitosen) in der Zellkultur ihr Wachstum einstellen.) und bleiben in der G1-Phase des Zellzyklus dauerhaft angehalten.

Die Haut, die die ultimative Schutzbarriere zwischen den inneren Organen und der Umwelt darstellt, ist ultravioletter (UV) Strahlung und in geringerem Maße anderen DNA-schädigenden Stoffen wie Zigarettenrauch, Autoabgasen etc.  ausgesetzt. UV-Bestrahlung führt zur Bildung von Pyrimidindimeren.

Die Reaktion von Zucker mit Proteinen (die Maillard Reaktion, die auch für die unschädliche Wirkung von Selbstbräunern verantwortlich ist) führen zu einem Verlust der Kollagenproteine.

Die Hautalterung wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst:

•     Genetik

•     UV Strahlung

•     Umweltgifte

•     Stress

•     Hormonelle Veränderungen

•     Stoffwechselprozesse (ROS), Zucker-Protein-Verbindungen

Wobei die UV-Strahlung der einzige und Hauptfaktor für eine frühzeitig Hautalterung ist.

Chronologische, intrinsische Hautalterung

Diese wird definiert durch die klinischen, histologischen und physiologischen (negativen) Veränderungen, die in der sonnengeschützten Haut auftreten und die die Geschwindigkeit des epidermalen Zellerneuerung, die Entsorgung chemischer Substanzen aus der Dermis, die Hautdicke und -zellularität, die Thermoregulation, die Rate der Resorption beeinflussen.

Neubildung von Epithelgewebe nach Verwundung, mechanischer Schutz, Immunantwort, sensorische Wahrnehmung, Schweiß- und Talgproduktion, Fähigkeit zur Vitamin-D-Synthese und Gefäßreaktivität (Vasokonstriktion und Vasodilatation). Klinisch ist die intrinsisch gealterte Haut atrophisch (Verkümmerung), was zum Hervortreten von Blutgefäßen auf der Haut und Elastizitätsverlust führen kann.

Das Stratum corneum bleibt relativ unverändert, aber die Epidermis wird dünner, eine erhöhte Empfindlichkeit der Haut ist die Folge. Die Hautdicke nimmt erheblich ab und die Anzahl und die Biosynthesekapazität der Fibroblasten sinken. Was nicht zuletzt zu einer verzögerten Wundheilung führt. Mit zunehmendem Alter nimmt die Produktion (Proliferation) von Keratinozyten und Fibroblasten progressiv ab.

Eine verminderte Immunantwort wird mit zunehmendem Alter beobachtet, da die Anzahl und abnormale Morphologie der Antigen-präsentierenden Zellen abnimmt. Eine weitere wichtige Funktion, die mit zunehmendem Alter nachlässt, ist die Bildung von Vitamin D3 aufgrund einer verminderten Bildung von 7-Dehydrocholesterin in den Epidermiszellen, deren Anzahl mit dem Alter abnimmt.

Vorzeitige Hautalterung durch Licht (UV-Strahlung)

Unter Photoaging versteht man die Überlagerung von Lichtschäden auf intrinsisch, also chronologisch gealterter Haut. Photoaging verstärkt also - auch sichtbar - die Hautalterung. Dieser spezifische Schaden tritt bei chronischer (vielmaliger) Exposition der Haut gegenüber UV-Strahlen durch Sonnenlicht oder Solarien, insbesondere auf ständig dem Sonnenlicht ausgesetzten Areale wie Gesicht, Hände und Nacken auf:

•     Die Haut wird rau

•     Die Epidermis verdickt sich anfangs (Hyperplasie) und wird dann dünner (Atrophie),

•     es kommt zur Hauterschlaffung,

•     Faltenbildung,

•     Hyperpigmentierung (Chloasma oder Melasma),

•     Altersflecken (Lentigines)

•     Kleine Äderchen werden sichtbar  

•     Die Poren der Haut vergrößern sich

•  Favre-Racouchot-Syndrom (Haut entwickelt Elastoidose mit Zysten und Komedonen)

•     Zunahme von seborrhoische Keratose,

•     Fibrom oder "Stilwarze" (harmlose Geschwulst), Acrochordon

•     Aktinische Keratose (Pre-Cancer)

•     Lentigo maligna (Pre-Cancer)

•     Basalzellkarzinom

•     Plattenepithelkarzinom

Weitere tiefgreifende Veränderungen treten in der Dermis auf, wo Lichtschäden durch Kollagenabbau und Ablagerung von anormalem elastotischem Material gekennzeichnet sind, die sich in Falten, Furchen und gelben Verfärbungen der Haut zeigen. Je größer der Lichtschaden ist, desto mehr verdicken sich, verheddern und zersetzen sich die elastischen Fasern in der Dermis.

Blutgefäße werden erweitert und mit bloßem Auge sichtbar: Diagnose Teleangiektasie (ähnlich der Cuperose, wobei diese jedoch meist ererbt ist) und schließlich sehr dünn, während ihre Wände anfänglich verdickt und später dünner werden. UV-Bestrahlung der Haut erhöht die Anzahl der reaktiven Sauerstoffspezies und verringert die endogenen antioxidativen Enzyme.

Der Mechanismus des Kollagenabbaus in der Haut

Voll entwickeltes Kollagen in der Haut unterliegt einer kontinuierlichen Erneuerung, die  für eine optimale Funktion des Bindegewebes erforderlich ist. Biochemische Pfade, die nach UV-Bestrahlung ausgelöst werden und Zelloberflächen-Zytokin-Rezeptoren (Zytokine sind Proteine, die das Wachstum und die Differenzierung von Zellen regulieren) und Wachstumsfaktor-Rezeptoren (Wachstumsfaktoren sind körpereigenes Eiweiß, welches das Zellwachstum anregt) aktivieren. Menschliche Hautzellen reagieren auf UV-Strahlung durch Aktivierung mehrerer Zytokin- und Wachstumsfaktor-Rezeptoren.