Haut
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Die Haut (gr. derma; auch Kutis von lat. cutis) ist funktionell das vielseitigste Organ des menschlichen oder tierischen Organismus. Die Haut dient der Abgrenzung von Innen und Außen (Hüllorgan), dem Schutz vor Umwelteinflüssen, der Repräsentation, Kommunikation und Wahrung der Homöostase (inneres Gleichgewicht). Weiterhin übernimmt die Haut wichtige Funktionen im Bereich des Stoffwechsels und der Immunologie und verfügt über vielfältige Anpassungsmechanismen. Die menschliche Haut verträgt den pH-Wert von 5,5 am besten.
Aufbau der Haut
Die äußere Haut gliedert sich prinzipiell in drei wesentliche Schichten: Die Oberhaut (Epidermis), die mit der unmittelbar darunterliegenden Lederhaut (auch Dermis oder Corium) zusammen die Cutis bildet, sowie die Unterhaut (Subcutis).
Epidermis (Oberhaut)
Die Epidermis oder Oberhaut gehört zu den Epithelgeweben, es handelt sich um ein mehrschichtiges verhornendes Plattenepithel, das üblicherweise zwischen 0,03 bis 0,05 Millimeter, an den Handinnenflächen und den Fußsohlen aber bis zu mehrere Millimeter dick ist.
Von außen nach innen werden folgende Schichten unterschieden:
- Hornschicht (Stratum corneum)
- Glanzschicht (Stratum lucidum) (ist nur an der Leistenhaut der Hand- und Fußinnenseiten vorhanden)
- Körnerzellenschicht (Stratum granulosum)
- Stachelzellschicht (Stratum spinosum)
- Basalschicht (Stratum basale)
Stachelzellschicht und Basalzellschicht bilden zusammen die Keimschicht (Stratum germinativum).
Dermis (Corium, Lederhaut)
Die Dermis besteht vorwiegend aus Bindegewebsfasern und dient der Ernährung und Verankerung der Epidermis. Hier versorgt das fein kapillarisierte Blutgefäßsystem die Grenzzone zur Epidermis. Der Ursprung der Talg- und Schweißdrüsen findet sich in der unteren Lederhaut. Diese enthält die für die Temperaturregelung wichtige glatte Muskulatur und Blutgefäße.
Die Dermis wird in ein Stratum papillare (Papillenschicht, Zapfenschicht, Papillarkörper) und ein Stratum reticulare (Netzschicht) unterteilt.
Subcutis (Unterhaut)
Die Subcutis bildet die Unterlage für die darüberliegenden Hautschichten und enthält die größeren Blutgefäße und Nerven für die oberen Hautschichten sowie das subkutane Fett und lockeres Bindegewebe. In der Unterhaut liegen Sinneszellen für starke Druckreize, zum Beispiel die Lamellenkörperchen.
Hautanhangsgebilde
Zu den Hautanhangsgebilden gehören Haare mit ihren Talgdrüsen und dem Haarbalgmuskel (Musculus arrector pili), Nägel, Hörner und Schweißdrüsen, wobei letztere in ekkrine und apokrine Schweißdrüsen unterteilt werden. Nicht zuletzt ist auch die Milchdrüse eine modifizierte Hautdrüse.
Leistenhaut und Felderhaut
Betrachtet man die Haut genauer oder mit einer Lupe, so wird ein feines Relief sichtbar. Nach diesem wird die Haut in zwei Typen unterschieden.
- Die Leistenhaut
tritt an den Fingern, der Handinnenseite (palmar) und der Fußsohle (plantar) auf. Die Epidermis zeigt hier feine Papillarlinien (Hautleisten), die dadurch entstehen, dass sich die Lederhautpapillen in Längsreihen anordnen. Dabei ist jede Hautleiste von zwei Papillarkörperreihen unterlagert. Die Hautleisten bilden ein individuelles Muster aus verschiedenen geometrischen Figuren (Wirbel, Bogen, Schleife, Doppelschleife). Diese Muster werden bei der Daktyloskopie (Fingerabdruckerkennung) kriminaltechnisch als eine Form der biometrischen Daten genutzt. Die Leistenhaut enthält, außer vielen Schweißdrüsen, keine Hautanhangsgebilde.
- Die Felderhaut
bedeckt die übrigen Hautbereiche. Hier zeigt die Oberfläche durch feine Furchen abgegrenzte rhombische Felder (Areolae cutaneae). Die Furchen entstehen an den papillenfreien Epidermisbereichen und verstreichen bei stärkerer Hautspannung. Sie dienen als Reservefalten, da die Oberhaut weniger dehnungsfähig ist als die Lederhaut. Die Größe der Hautfelder variiert je nach Körperregion. Die Felderhaut enthält die Hautanhangsgebilde und ist weniger als 1/10 mm dick. Am dünnsten ist sie im Bereich des Auges und der Geschlechtsorgane.
Teile der Haut und ihre Funktionen
Die Haut schützt vor Wärmeverlust und äußeren Einflüssen und dient der Aufnahme von Berührungsreizen. Darüber hinaus erfüllen die einzelnen Bestandteile spezialisierte Funktionen:
- Haare: Schutz vor Wärmeverlust, Sonnenstrahlen, Nässe; Kommunikations- und Tarnfunktionen durch Pigmentierung
- Hornschicht: Schutz vor Verletzungen und Austrocknung
- Federn: Schutz vor Wärmeverlust, Sonnenstrahlen, Nässe; Kommunikations- und Tarnfunktionen durch Pigmentierung; Unterstützung der Flugfähigkeit
- Keimschicht: Nachbilden von Hautzellen
- Melanozyten: Schutz der genetischen Information im Zellkern vor UV-Strahlung
- freie Nervenendigungen: Aufnahme von Berührungsreizen und Schmerzempfindung
- Lamellenkörperchen: Aufnahme von Druckreizen
- Schweißdrüsen: Produktion von Schweiß, Schutz vor Überhitzung durch Verdunstung
- Kälterezeptoren: Aufnahme von Temperaturreizen „kalt“
- Wärmerezeptoren: Aufnahme von Temperaturreizen „warm“
- Haarbalgmuskel: Wärmespeicher durch Aufrichten der Vellushaare
- Talgdrüse: Produktion von Talg (Fett)
- Tastkörperchen: Aufnahme von Berührungsreizen
- Fetteinlagerung: Schutz vor Druck und Unterkühlung
- Blutgefäße: Temperaturregulation und Versorgung der Hautzellen mit Nährstoffen und Sauerstoff
Die Haut als Grenzorgan
Die Haut schützt den Organismus vor dem Eindringen von Krankheitserregern und gasförmigen, flüssigen oder festen Fremdsubstanzen im weitesten Sinn, vor mechanischen Verletzungen, Strahlenschäden, aber auch vor Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Proteinverlusten, die bei schweren Verbrennungen lebensbedrohliche Ausmaße annehmen. Besiedelt wird sie von Bakterien und Pilzen, der sogenannten residenten Hautflora. Als antigenpräsentierende Zellen fungieren in der Haut die Langerhanszellen.
Stoffaustausch
Über die Körperoberfläche werden in unterschiedlichem Maße bei verschiedenen Tieren Stoffe aus der Umgebung aufgenommen und abgegeben. Diese können gasförmig, flüssig oder fest (in wässrigem Medium gelöst) sein. Der Stoffaustausch kann aktiv (unter Energieaufwand) oder passiv (in Richtung eines osmotischen Gefälles) verlaufen.
Bei den Gasen kann es sich um die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlendioxid (Hautatmung) handeln, aber auch um Stickstoff und Inertgase. Wasser kann aufgenommen oder abgegeben werden zur Wasserregulation und als Transportmedium für gelöste gasförmigen oder feste Stoffe dienen. Gelöste Stoffe können Salze sein (Aufnahme oder Abgabe), Nahrungsstoffe (viele Endoparasiten ernähren sich ausschließlich so), Ausscheidungsprodukte, aber auch toxische Stoffe aus der Umwelt (wie bei organischen Bleiverbindungen).
Wärmehaushalt
Über die Haut kann der Körper seinen Wärmehaushalt regulieren. Einer Überhitzung wirkt die Haut mit den Schweißdrüsen entgegen. Durch die Schweißproduktion und die dadurch mögliche Verdunstung wird Wärme von den dicht unter der Haut verlaufenden Kapillargefäßen, die dazu weit geöffnet sind, abgeführt (siehe Schwitzen). Mit Hilfe des Unterhautfettgewebes und im geringeren Maße durch die der Behaarung wird Wärme zurückgehalten. Bei Kälte werden die Haut und das Unterhautfettgewebe nur noch gering durchblutet und beide wirken dadurch als Isolatorschicht. Die Haare können Aufgrund des geringen Haarkleides des Menschen nur noch geringe Isolationsfunktion übernehmen. Dennoch kann man das Wirkprinzip eines Fellkleides noch gut beobachten. Bei der bei Kälte auftretenden Gänsehaut richtet der Musculus arrector pili das Haar auf. Eine geschlossene Behaarung ermöglicht hier einen wesentlich besseren Schutz vor Unterkühlung.
UV-Strahlungsschutz
Die Stärke der einfallenden UV-Strahlung auf der Erdoberfläche hängt von der Tageszeit, der geographischen Lage, der Jahreszeit, der Seehöhe, der jeweiligen Dicke der Ozonschicht, der Bewölkung und von vielen anderen örtlichen Parametern ab. Gegen die schädlichen Wirkungen der UV-Strahlung auf die Haut und der darunterliegenden Gewebe existieren folgende Schutzmechanismen:
- Während das Haarkleid (Fell) der Säugetiere oder das Federkleid der Vögel sehr effektiv gegen nachteilige Folgen der UV-Strahlung schützt, da es den größten Anteil der UV-Strahlung absorbiert oder reflektiert, ist der unbekleidete Mensch weitgehend ungeschützt.
- Die Hornschicht (stratum corneum) der menschliche Haut absorbiert und reflektiert normalerweise etwa 10 % der UVB- und die Hälfte der UVA-Strahlung. Auf beständige erhöhte UV-Belastung reagiert die Haut zunächst mit einer Verdickung der Hornschicht. Als „Lichtschwiele“ ist diese besonders stark nach Sonnenbränden ausgebildet.[1]
- Der Schutz der Haut durch Pigmentierung beruht auf der physikalischen Absorption von UV-Strahlen durch Pigmente. Viele Tiere besitzen eine Pigmentierung der Haut. Die veränderliche Pigmentierung der menschlichen Haut stellt im Tierreich jedoch eine einzigartige Anpassungs- und Schutzmöglichkeit gegen UV-Strahlung dar. Es gibt kaum Tiere, deren Haut in der Lage ist, die Pigmentierung so stark zu verändern wie der Mensch.[1]
- Als so genannte „Sofortbräunung“ (engl. immediate pigment darkening) bezeichnet man eine kurzfristige, nur wenige Stunden anhaltende Bräunung der Haut nach einer UV- Belastung. Die Sofortbräunung beruht sowohl auf einer Änderung der chemischen Konformation der Melaninmoleküle als auch auf einer Umverteilung der Pigmentkörperchen in der Epidermis; sie besitzt fast keine Schutzwirkung gegen UV-Strahlung [1].
- Die (verzögerte) UV-Bräunung setzt erst ca. 72 Stunden nach der UV-Belastung ein. Die Melanozyten der Haut reagieren auf UV-Einstrahlung mit der verstärkten Produktion und Abgabe von Eumelanin (oder Phäomelanin bei Menschen des Hauttyp 1), das der Haut einen braunen (Phäomelanin: rötlichen) Farbton gibt, und UV in hohem Maße absorbiert, wobei Phäomelanin wesentlich weniger UV absorbiert. Die ethnisch verschiedenen Hautfarben der Menschen resultieren aus den jeweiligen Hauttypen.
- Der Schweiß des menschlichen Körpers enthält UVA-Strahlung absorbierende Urocaninsäure.
Die ersten Hominiden hatten möglicherweise eine nur schwach pigmentierte Haut, die von dunklen Haaren bedeckt war, ähnlich wie bei heutigen Schimpansen. Relativ bald in der Hominidenevolution dürfte sich eine nackte, dunkel pigmentierte Haut entwickelt haben, die als UV-Schutz diente. Mit der Ausbreitung in den sonnenärmeren Norden konnte sich die Pigmentierung verringern, vermutlich um besser Vitamin D generieren zu können. Insbesondere während der Schwangerschaft und während des Stillens könnten sich hieraus Überlebensvorteile ergeben haben[2].
Die Haut als Kontakt- und Sinnesorgan
Die Haut stellt den sichtbaren Teil des menschlichen Körpers dar. Als solcher erfüllt die Haut eine Reihe kommunikativer Funktionen. Zur Reizaufnahme und damit zur Oberflächensensibilität ist die Haut mit unterschiedlichen Typen von Rezeptoren ausgestattet:
- Schmerzrezeptoren: Sie liegen in der Lederhaut, ihre Dichte variiert je nach Körperregion (bis zu 200/cm2 Haut).
- Druckrezeptoren (Vater-Pacini-Körperchen): Sie dienen der Wahrnehmung von Druckempfindungen und liegen in der Unterhaut. Ihre Dichte beträgt bis zu 100/cm2.
- Thermorezeptoren (freie Nervenendigungen): Sie sind besonders dicht an Kinn, Nase, Ohrmuschel, Ohrläppchen (9 bis 12/cm2) und Lippen (> 15/cm2). Insgesamt besitzt die menschliche Haut ca. 250.000 Kälterezeptoren. Die Anzahl der Wärmerezeptoren beträgt nur etwa 1/10 davon, sie arbeiten zudem deutlich langsamer als Kälterezeptoren.
- Dehnungsrezeptoren (Ruffini-Körperchen): Sie registrieren den Dehnungszustand der Haut und liegen in der Lederhaut (Stratum reticulare). Ihre Dichte beträgt bis zu 2/cm2 Haut.
- Tastrezeptoren (Meissner-Körperchen und Merkel-Zellen): Tastrezeptoren kommen in der unbehaarten Haut vor. Besonders dicht (Abstand: 1 bis 5 mm) sind sie in den Fingerspitzen, den Lippen, der Zunge, den Brustwarzen, den äußeren Geschlechtsorganen und der Afterregion verteilt.
- Haarfollikelrezeptoren: Sie registrieren die Haarstellung (siehe auch Vibrisse).
Die psychogalvanische Hautreaktion gibt Rückschlüsse auf emotionale Vorgänge.
Die Haut als Stammzellreservoir
Die Haut enthält adulte Stammzellen die durch vier zusätzlich durch Retroviren eingeschleuste Gene in pluripotente Stammzellen umgewandelt werden können. Damit könnte die Haut als Quelle für Therapien der regenerativen Medizin dienen.[3][4]
Die Haut als Repräsentationsorgan
Da die Haut stark das Erscheinungsbild des Menschen prägt, ist sie Hauptobjekt der Kosmetik. Natürliche Erscheinungen sind Sommersprossen, Leberflecken und Altersflecken. Künstlich verändert wird das Aussehen der Haut durch Tätowierungen, die Skarifizierung, Brandnarben oder die Körperbemalung. Außerdem ist die Haut Trägerin aller Arten von Körperschmuck.
Die Haut von Tieren
Amphibienhaut
Die Haut der Amphibien ist dünn, nackt und feucht. Ihre Oberflächenbeschaffenheit ist bei Fröschen und Salamandern glatt oder bei Kröten und Unken warzig. Die Haut von Amphibien zeigt eine hohe Farbenvielfalt. Manche Arten, wie der einheimische Laubfrosch, besitzen sogar die Fähigkeit zum Farbwechsel ähnlich wie Chamäleons. Verantwortlich für diese Eigenschaft sind spezielle Pigmentzellen unterhalb der Oberhaut, die unterschiedliche Farbstoffe speichern, so Melanin (braun bis schwarz), Pteridin (gelb) und Carotinoide (orange bis rot).
Von Zeit zu Zeit wird die Oberhaut der Amphibien erneuert (Häutung). Die alte Haut wird bei Froschlurchen dabei abgesprengt, bei Schwanzlurchen (speziell Molche) jedoch als Ganzes abgestreift. Manche Hautpartien von Amphibien sind besonders dehnbar und ermöglichen die Ausbildung von Schallblasen zur Lauterzeugung.
Diese Hauteigenschaften bringen Vor- und Nachteile mit sich. Vorteile sind:
- Die dünne Haut ermöglicht die Sauerstoffaufnahme direkt über die Körperoberfläche (Hautatmung), ebenso die Wasseraufnahme.
- Eine glatte Haut hat einen geringeren Strömungswiderstand und ermöglicht so schnelleres Schwimmen.
- Bei vielen Amphibien, vor allem bei Fröschen, wird die Haut mit einer glitschigen Schleimschicht befeuchtet, die die Flucht vor Feinden unterstützt.
- Die Hautdrüsen der Amphibien sind in der Lage, Hautgifte abzusondern; diese stellen einen wirksamen Fraßschutz dar. Vor allem schützen sie die feuchte Haut vor Pilz- und Bakterieninfektion – selbst für die extrem starken Gifte der Pfeilgiftfröschen soll dies der Hauptgrund sein.
Nachteile sind:
- Die dünne Haut ist leichter verletzbar.
- Erhöhte Austrocknungsgefahr bei warmem Sonnenschein durch die Hautfeuchtigkeit der meisten Amphibien. Das führt zu ihrer verstärkten Nachtaktivität.
- Die Wasseraufnahmefähigkeit dünner Haut erleichtert auch die Aufnahme von Giften. Auf Äckern eingesetzte Spritzmittel, Kunstdünger, aber auch Jauche und saurer Regen führen während der Laichwanderung rasch zum Tod.
Hautkrankheiten
Es gibt zahlreiche Hautkrankheiten, die auf einer direkten Schädigung der Haut beruhen, aber auch solche, die durch andere Organ- oder Allgemeinerkrankungen entstehen. Hautveränderungen bezeichnet man in der Dermatologie – dem medizinischen Fachgebiet der Hautkrankheiten – als Effloreszenzen.
Literatur
- Bernd Kardorff: Gesunde Haut − Lexikon von A bis Z. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2004, ISBN 3-540-20565-9.
- Gerhard Deutschmann: Die Haut und ihre Anhangsgebilde. Springer Wien 2005, ISBN 3-211-83670-5.
- Ernst G. Jung (Hrsg.): Kleine Kulturgeschichte der Haut, Steinkopff Verlag, Darmstadt, 2007, ISBN 978-3-7985-1757-8.
Weblinks
- elektronenmikroskopische Originalabbildungen (Dr. Jastrows EM-Atlas)
- www.haut.de - Informationsportal zum Thema Haut und Körperpflege
- Rezeptoren der Haut (engl.)
- Präventionskampagne Haut der gesetzlichen Kranken- und Unfallversicherung
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Peter Fritsch: „Dermatologie und Venerologie“, Springer Verlag, 2. Auflage 2004, ISBN 3-540-00332-0
- ↑ Jablonskia and Chaplin: The evolution of human skin coloration. Journal of Human Evolution. Volume 39, Issue 1, July 2000, Pages 57-106 online abstract
- ↑ http://www.spektrum.de/artikel/912233&_z=798888
- ↑ http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,518531,00.html