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Haut und Hautanhangsgebilde

Abstract

Die Haut ist das größte Organ des Menschen und hat mehrere wichtige Funktionen: Einerseits schützt sie die Integrität des Körpers vor schädlichen Umwelteinflüssen und Krankheitserregern. Andererseits ermöglicht sie den kontrollierten Austausch mit ihrer Umwelt hinsichtlich Temperaturausgleich, UV-abhängiger Vitamin-D-Synthese und der Vermittlung von Sinneseindrücken.
Die Hautanhangsgebilde lassen sich in die hochspezialisierten Hornprodukte der Epidermis (Haare und Nägel) und in die dermalen Drüsen (Talg-, Schweiß- und Brustdrüsen) einteilen.

Aufbau der Haut

Makroskopische Anatomie

Makroskopisch lässt sich die Haut unterteilen in

Mikroskopische Anatomie

Die Schichten der Haut lassen sich anhand ihres histologischen Aufbaus (von oberflächlich nach tief) unterteilen in die Cutis und Subcutis. Die Cutis lässt sich wiederum unterteilen in die Epidermis und Dermis. Der Hauptzelltyp innerhalb der Epidermis ist der Keratinozyt, der etwa 90% der epidermalen Zellen ausmacht. Die übrigen 10% bilden drei weitere Zelltypen: Melanozyten, Langerhans-Zellen und Merkel-Zellen.

Aufbau der Epidermis (= mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel)

Die Keratin bildenden Epithelzellen der Haut werden Keratinozyten genannt. Je nach Differenzierungsgrad und Aussehen der Keratinozyten unterscheidet man fünf Schichten innerhalb der Epidermis.

Melanozyten

Merkel-Zellen

Langerhans-Zellen

Funktionen der Haut

Als Vermittler zwischen Körpermilieu und Umwelt erfüllt die Haut mehrere Funktionen: Sie schützt mithilfe der Pigmentsynthese (Melanin) die Körperzellen vor mutagener UV-Strahlung und nimmt mittels der Transpiration (dem Schwitzen) eine zentrale Stellung innerhalb der Regulation der Körpertemperatur ein. Darüberhinaus ermöglicht sie uns die Interaktion mit der Außenwelt über ihre Mechanosensoren. Die Biosynthese und Funktion des Melanins wird in diesem Abschnitt aufgrund seiner besonderen Bedeutung näher dargestellt.

Die Funktionen im Überblick

Melanin

In diesem Abschnitt werden die Melanine aufgrund ihrer besonderen Bedeutung für den Hautschutz näher dargestellt: Melanine sind eine Gruppe von Farbstoffen, die innerhalb vieler Lebewesen vorkommen. Sie dienen dem Schutz vor potentiell mutagener UV-Strahlung der Sonne und sind für die Farbgebung von Haut und Haaren verantwortlich. Beim Menschen spielen nur zwei Formen eine Rolle: das braun-schwarze Eumelanin und das gelblich-rote Phäomelanin.

Definition

  • Melanine: Gruppe von Farbstoffen (Pigmenten) in Lebewesen, die dem Schutz vor mutagener Sonnenstrahlung dienen (v.a. UV-B)
    • Eumelanin
      • Braun-schwarzes Pigment
      • Dominiert in dunklen Haut-/Haartönen
    • Phäomelanin
      • Gelblich-rotes Pigment („Sommersprossenpigment“)
      • Dominiert in hellen Haut-/Haartönen (blond, rothaarig)

Biosynthese (Melanogenese)

Die Melanogenese beschreibt vereinfacht eine Polymerisation von Abkömmlingen der Aminosäure Tyrosin .

Albinismus bei Tyrosinasemangel
Die in Europa häufigste Ursache für Albinismus ist eine Mutation im TYR-Gen, das für die Tyrosinase codiert. Dadurch findet die Synthese von Melanin nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr statt. Betroffene haben eine helle Haut, weiße Haare und hellblaue Augen. Da Melanin auch zur Entwicklung des Auges benötigt wird, haben die Betroffenen fast immer einen sehr geringen Visus, schielen häufig und zeigen unkontrollierte Augenbewegungen (Nystagmus).

Hyperpigmentierung bei Morbus Addison
Eine Nebenniereninsuffizienz (Morbus Addison) führt zu niedrigen Cortisolkonzentrationen im Blut mit Symptomen wie Schwäche und Gewichtsverlust. In der Hypophyse wird deshalb vermehrt ACTH gebildet, das die Bildung von Cortisol stimulieren soll. Da ACTH durch die Spaltung von Promelanocortin entsteht, wird als Nebenprodukt Melanin-stimulierendes Hormon (MSH) gebildet. Die in der Haut vorhandenen Melanozyten werden dadurch zur vermehrten Melaninbildung angeregt. M.-Addison-Patienten haben deshalb zusätzlich einen ungewöhnlich braunen Hautton.

Funktion des Melanins

Die Aufgabe des Melanins besteht in der Umwandlung von mutagener Strahlungsenergie (UV-B) in harmlose Wärmeenergie.

  • Prinzip: Sog. „Ultraschnelle innere Umwandlung“ des Melanins
    1. Die ultraviolette Strahlung des Sonnenlichts erhöht das Energieniveau der Elektronen im Melaninmolekül (sog. angeregter Zustand)
    2. Der angeregte Zustand bringt das Molekül zum Schwingen (sog. Vibrationszustand)
    3. Der Vibrationszustand setzt harmlose Wärmeenergie frei
  • Unterschiede: Diese UV-Filterfunktion ist beim Eumelanin hoch und beim Phäomelanin gering ausgeprägt (besonders geringer UV-Schutz bei hellhäutigen/rothaarigen Personen)

Entstehung von Haut- und Haarfarbtönen

  • Prinzip: Jeder Mensch besitzt sowohl Eumelanin- als auch Phäomelaninpigment, einzig das Mischungsverhältnis dieser Farbstoffe bestimmt Haarfarbe und Hautfarbton (Hauttyp) einer Person.
    • Dunkle Farbtöne: Eumelanin > Phäomelanin
    • Helle Farbtöne: Eumelanin < Phäomelanin

Der Hauttyp wird nur durch die Menge und das Mischungsverhältnis der Melanine und nicht durch die Melanozytenanzahl bestimmt!

Nicht verwechseln: Melanin = Pigment hergestellt aus Tyrosin in Haut und Haaren für den UV-Schutz! Melatonin = Hormon hergestellt aus Serotonin in der Zirbeldrüse für die Steuerung des Schlaf-Wach-Rhythmus!

Hautanhangsgebilde: Haare und Nägel

Mit dem Begriff „Hautanhangsgebilde“ bezeichnet man Körperstrukturen, die aus Zellen der Oberhaut (Epidermis) hervorgegangen sind und weiterhin direkte Verbindung zur Haut haben. Man unterscheidet insgesamt fünf Formen. Darunter sind zwei aus Horn (Keratin) aufgebaute, mit bloßem Auge sichtbare Strukturen: Haare und die Finger- bzw. Zehennägel. Dazu kommen drei Arten von Hautdrüsen: nämlich die Talg-, Schweiß- und Brustdrüsen (Glandula mammaria). In diesem Abschnitt werden aufgrund ihrer Gemeinsamkeiten im Aufbau zunächst die zwei Keratinprodukte in Form von Haaren und Nägeln besprochen.

Die Grundsubstanz von Haaren und Nägeln

Um die besonderen mechanischen Eigenschaften von Haaren und Nägeln zu verstehen, muss man ihren Aufbau aus dem speziellen Eiweißmolekül Keratin kennenlernen. Das Keratin häuft sich in den Keratinozyten von Haar- und Nagelwurzeln an, die dadurch verhornen. Haben diese Zellen ihren Maximalgehalt an Keratin erreicht, erlischt ihr Zellstoffwechsel und sie bilden fortan als tote Hornzellen den Haarschaft bzw. die Nagelplatte.

Keratin: Das Strukturprotein

Keratin ist ein Strukturprotein, das in allen Epithelien Teile des Zytoskeletts bildet. Darüberhinaus bildet Keratin die molekulare Bausubstanz von Haaren, Nägeln und der sog. Hornhaut (Stratum corneum) der Epidermis.

  • Definition: Gruppe faserbildender Strukturproteine, die aufgrund ihrer Fähigkeit, Intermediärfilamente zu bilden, mechanische Stabilität bieten
  • Aufbau: Es gibt etwa 20 verschiedene Keratinarten, die jedoch gemeinsame Merkmale haben
  • Funktion

Der Prozess der Verhornung

Verhornung (Keratinisation) ist die Umwandlung der Keratinozyten in tote, kernlose Hornzellen. Diese besitzen weder einen Zellkern noch Organellen, sie enthalten stattdessen nur noch Keratin.

Haare

Haare sind Keratinprodukte, die von epidermalen Zellen in Haarfollikeln gebildet werden. Der Haaraufbau verändert sich im Laufe des Lebens, sodass man verschiedene Arten von Haaren unterscheiden kann.

Funktion der Haare

  • Hautschutz: Vor Feuchtigkeit, UV-Strahlung (siehe: Funktion des Melanins)
  • Wärmedämmung
  • Soziale Funktion

Aufbau der Haarfollikel und der Haare

Jedes Haar bildet zusammen mit einer Talgdrüse und einem kleinen glatten Muskel (M. arrector pili) einen Haarfollikel der Haut. Ein einzelnes Haar besteht im Querschnitt aus drei Zonen.

Die einzelnen Schichten des Haars
Aufbau Besonderheiten
Medulla (Mark)
  • Dünner, diskontinuierlicher Schlauch aus Hornzellen und lufthaltigen Hohlräumen
Kortex (Rinde)
  • Macht den Großteil des Haardurchmessers aus
Cuticula (Häutchen)
  • Flache Schicht von Hornzellen, die sich dachziegelartig überlappen
  • Indikator für den Gesundheitszustand der Haare

Die endgültige Follikelanzahl ist schon bei Geburt determiniert, d.h. im Laufe des Lebens entstehen keine neuen Haarfollikel mehr!

Die Haararten

Beim Menschen kommen drei Arten von Haaren vor: Lanugo-, Vellus- und Terminalbehaarung. Sie unterscheiden sich durch das altersabhängige Wachstum und ihren Aufbau.

Die drei Haararten
Aufbau Vorkommen Entstehung Entwicklung
Lanugohaar (Wollhaar) Marklos und pigmentarm (farblos)
  • Lebensalter: Nur beim Fötus
  • Körperareale: Gesamte Felderhaut
  • 13.–16. SSW
  • Fällt unmittelbar vor/nach der Geburt aus
Vellushaar (Intermediärhaar)
  • Lebensalter: Ab dem 6. Monat
  • Körperareale: Gesamte Felderhaut
  • Fetal: 6. Entwicklungsmonat
  • Senium: Vellushaar kann im Alter Terminalhaar ersetzen (retrograde Metamorphose)
Terminalhaar Markhaltig und pigmentiert
  • Wachstum beginnt schon postnatal
  • Sexualhaar: Barthaar, Brust, Bauch, Rücken
  • Ambisexualhaar: Achsel- und Schambehaarung

Haare als Reifezeichen des Neugeborenen
Beim reifen Neugeborenen sollte die Lanugobehaarung schon gänzlich oder zumindest teilweise ausgefallen sein. Ab dem sechsten Lebensmonat wird sie dann durch Vellushaar ersetzt. Je mehr Lanugobehaarung beim Neugeborenen noch vorhanden ist, desto geringer muss der Reifegrad des Kindes eingeschätzt werden.

Lanugobehaarung als Symptom der Anorexia nervosa (Magersucht)
Die Anorexia nervosa ist eine Essstörung, die gehäuft bei Frauen in der Adoleszenz vorkommt und deren Hauptursache eine gestörte Selbstwahrnehmung sowie übersteigerte Angst vor einer Gewichtszunahme ist (sog. Körperschemastörung). In der Folge kann es durch geringe Nahrungsaufnahme und weitere Maßnahmen der Gewichtsreduktion (induziertes Erbrechen, Abführmittel, exzessiver Sport) zu lebensbedrohlichem Untergewicht (Kachexie) kommen. Ein Symptom bzw. Warnzeichen dieser Erkrankung ist das erneute Auftreten von flaumartiger Lanugobehaarung am Körper, die ja physiologischerweise nur beim Fötus oder Neugeborenen sichtbar ist. Man nimmt an, dass diese Lanugobehaarung eine Reaktion des Körpers ist, um den fehlenden Kälteschutz des stark reduzierten subcutanen Fettgewebes zu kompensieren.

Wachstumszyklus der Haare

Das Haarwachstum entspricht einem fortlaufenden Zyklus, der aus drei Abschnitten besteht: Anagen, Katagen und Telogen. Der Haarfollikel tritt nach Durchlaufen der dritten wieder in die erste Phase ein.

Der Wachstumszyklus der Haare
Phase Beschreibung Dauer Anteil der Haare Ablauf
Kopfhaar (=Capillitium) Andere Regionen
Anagen (Wachstumsphase)

In dieser Phase findet das eigentliche Längenwachstum des Haares statt.

3–8 Jahre 4-7 Monate ca. 85%
  1. Keratinozyten der Haarmatrix durchlaufen Zellteilungen in kurzen Abständen
  2. Keratinsynthese & Verhornung der Keratinozyten → Verlängerung des Haarschafts
Katagen (Rückbildungsphase)

Das Haar löst sich von der Papille und der Haarfollikel bildet sich zurück.

Ca. 3 Wochen 1–2%
  1. Zellteilungsrate der Matrixkeratinozyten sinkt
  2. Verkürzung des Haarfollikels
  3. Haar verliert feste Bindung zur Papille
Telogen (Ruhephase)

Das Haar fällt aus und der Haarfollikel regeneriert sich.

3–8 Monate ca. 9 Monate 10–15%
  1. Haarfollikel ist maximal verkürzt
  2. Ausfall des Haares
  3. Übergang in ein neues Anagen

Alopecia androgenetica
Bei der Alopecia androgenetica handelt es sich um einen anlagebedingten Haarausfall, der bei etwa 60-80% der Männer auftritt und deshalb eigentlich keine Pathologie, sondern eine Normvariante darstellt. Meist tritt sie ab dem frühen Erwachsenenalter auf. Die Haarfollikel atrophieren und die Anagenphase verkürzt sich. Dabei spielen wohl Androgene ein Rolle; der Prozess ist aber noch nicht vollständig verstanden. Als Folge wandelt sich das Terminalhaar wieder zu kurzem dünnem Vellushaar um, das Kopfhaar lichtet sich.

Fingernägel und Fußnägel

Wie die Haare sind auch die Nägel ein spezialisiertes Keratinprodukt der Epidermis. Ihr Wachstum erfolgt jedoch nicht in Wachstumszyklen, sondern kontinuierlich.

  • Funktion
    • Hilfsmittel der Greif-/Fixierfunktion von Händen und Füßen
    • Mechanische Schutzfunktion
  • Wachstum
    • Kontinuierlich (≠Haarwachstum)
    • Von Nagelmatrix ausgehend
    • 0,5–1,0 mm pro Woche
  • Aufbau: Die folgende Tabelle definiert die einzelnen am Nagel zu benennenden Strukturen
Struktur Definition
Nagelwurzel
  • Nagelmatrix
  • Bestandteil der Nagelwurzel
  • Ort des Nagelwachstums
  • Nagelhalbmond (Lunula)
  • Sichtbarer Teil der Nagelmatrix
Nagelhäutchen (Eponychium)
  • Feines Häutchen aus Hornzellen, das den Übergang zwischen Nagelplatte und Nagelwallhaut bedeckt
  • Dient als Schutzbarriere der Nagelmatrix vor Feuchtigkeit und Infektionen
Nagelplatte
  • Freiliegender, sichtbarer Teil des Nagels
Nagelfalz
  • Hauttaschen, in die der Nagel randlich eingelassen ist
Nagelwall (Paronychium)
  • Hautfalte, die den Nagelfalz überdeckt
Nagelbett (Hyponychium)
  • Raum zwischen Nagelplatte und Knochenendglied (Phalanx distalis) von Finger/Zehe
  • Besonderheit: Subcutis hier nicht existent

Unguis incarnatus
Bestimmte Faktoren können ein schmerzhaftes seitliches Einwachsen des Nagels in den Nagelfalz verursachen. Dazu zählen enges, drückendes Schuhwerk, zu weites Ausschneiden der Nagelecken sowie stark gewölbte Nagelplatten (sog. Tonnennägel). Meist findet sich der eingewachsene Nagel am lateralen Großzeh. Durch die chronische Traumatisierung des Nagelfalzes und folgender bakterieller Infektion kann es zu starken chronischen Schmerzen kommen. Therapeutisch wird oft die sog. Emmert-Plastik angewendet: Das betroffene laterale Nageldrittel wird mitsamt zugehörigem Matrixanteil keilförmig exzidiert.

Nagelveränderungen
Die Nägel können zudem bei einer Vielzahl von Hauterkrankungen oder systemischen Erkrankungen verändert sein und sollten bei der körperlichen Untersuchung immer mit betrachtet werden. So können bspw. charakteristische Flecken auf eine Psoriasis hinweisen. Die Nägel können aufgrund einer chronischen Hypoxie vergrößert und rundlich geformt sein (Uhrglasnägel).

Hautanhangsgebilde: Drüsen

Es gibt drei Arten von Haut-assoziiertem Drüsengewebe: Die Talg- und die Schweißdrüsen sowie die Brustdrüse, die bei der Frau im Laufe einer Schwangerschaft zur laktierenden Mamma umgebaut wird.

Talg- und Schweißdrüsen

Die Talg- und Schweißdrüsen sitzen in der Lederhaut (Dermis). Sie sind entweder an den Haarfollikel angeschlossen oder münden frei auf der Epidermis. Bei den Schweißdrüsen unterscheidet man zwei Sekretionstypen.

Talgdrüse Ekkrine Schweißdrüse Apokrine Schweißdrüse
Synonyme
Vorkommen Hautschicht
Körperareale
Mündung
Funktion
  • Talgfilm für Haare/Haut: Beitrag zur wasserdichten Barriere der Haut
  • Nicht abschließend geklärt
Regulation
  • Aktivität erst ab Pubertät
  • Stimulation: Nicht abschließend geklärt

Sekretionstyp

Mikroskopischer Aufbau

  • Endstücke: Kleines Knäuel mit größenkonstantem Lumen
  • Endstücke: Großes Knäuel mit größenvariablen Lumina
Sonderformen

Der Sympathicus aktiviert die ekkrinen Schweißdrüsen mit dem postganglionären Neurotransmitter Acetylcholin. Für alle übrigen Zielorgane benutzt der Sympathicus den postganglionären Neurotransmitter Noradrenalin!

Akne vulgaris
Die Akne vulgaris („gewöhnliche Akne“) bezeichnet eine bakterielle Entzündung von Talgdrüsen und zugehörigen Haarfollikeln, die gehäuft in der Pubertät auftritt. Hierbei spielen mehrere auslösende Faktoren eine Rolle: Zunächst kommt es durch pubertär erhöhte Androgenspiegel zur Hypertrophie der Talgdrüsen mit vermehrter Talgproduktion. Gleichzeitig besteht bei Betroffenen oft eine gesteigerte Hornproduktion der Follikelepidermis, sodass dort aus Talg und Horn ein Komedopfropf (sog. „Mitesser“) entsteht. Unterhalb des Komedos finden im Follikel physiologisch vorkommende Corynebakterien optimale Wachstumsbedingungen. Sie ernähren sich vom aufgestauten Talg und spalten die enthaltenen Triacylglycerine zu freien Fettsäuren, die entzündungsfördernd wirken und per Chemotaxis Leukozyten anlocken. In der Folge entstehen die aknetypischen eitrig entzündeten Follikel (umgangssprachlich auch als „Pickel“ bezeichnet).

Chalazion (Hagelkorn) und Hordeolum (Gerstenkorn)
Ein Hagelkorn ist eine Entzündung der Meibom-Drüse, der häufig eine Verstopfung der Ausführungsgänge zugrunde liegt - sie äußert sich als schmerzlose Schwellung im Augenlid. Das unterscheidet sie vom Gerstenkorn - einer akuten bakteriellen Entzündung der Meibom-Drüse oder einer Moll- oder Zeisdrüse. Das Gerstenkorn wird meist von Staphylococcus aureus ausgelöst, ist schmerzhaft, geschwollen und gerötet. Man kann es gut lokal-antibiotisch mit Gentamicin behandeln, während man beim Hagelkorn meist abwartet und es – wenn nötig – chirurgisch entfernt.

Brustdrüse (Glandula mammaria)

Formal gehört die Brustdrüse auch zu den Haut-assoziierten Drüsen und damit zu den Hautanhangsgebilden. Sie wird jedoch aufgrund ihrer besonderen Physiologie in dem Kapitel weibliche Sexualität besprochen.

Entwicklung

Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über die embryonale Herkunft von Haut und Hautanhangsgebilden. Auf detaillierte Entwicklungsschritte soll darüberhinaus aufgrund geringer Prüfungsrelevanz nicht weiter eingegangen werden. Lediglich die Entwicklung der Epidermis wird an dieser Stelle näher ausgeführt.

Übersicht der beteiligten Keimblätter

Entwicklung der Epidermis

Wiederholungsfragen zum Kapitel Haut und Hautanhangsgebilde

Aufbau der Haut

Worin unterscheiden sich Felderhaut und Leistenhaut?

In welcher Hautschicht befindet sich das Stratum papillare und welche Zellen lassen sich dort finden?

Nenne die Schichten der Epidermis! Welcher Zelltyp herrscht vor?

Welche Funktion hat das Protein Profilaggrin in der Epidermis?

In welcher Schicht der Epidermis lassen sich sowohl Merkel-Zellen als auch Melanozyten finden? Welche Funktion haben die beiden Zelltypen?

Funktionen der Haut

Was sind Melanosomen? Kennst du eine mit ihnen verwandte Zellorganelle?

Hautanhangsgebilde: Drüsen

Welche Typen von Schweißdrüsen kennst du und wo kommen sie jeweils vor? Nenne Gemeinsamkeiten und Unterschiede ihres mikroskopischen Aufbaus!

Die Ausführungsgänge der Haut-assoziierten Drüsen münden entweder frei auf der Epidermis oder sind an Haarfollikel angeschlossen. Für welche Drüsentypen trifft jeweils was zu?

Wie sind die Endstücke der Talgdrüsen mikroskopisch aufgebaut und über welchen Mechanismus geben sie ihr Sekret ab?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.