Ein Vergleich von Fuß- und Gesichtshaut macht es deutlich: Die Struktur der Haut unterscheidet sich je nach Körperstelle stark. Zwei Studien zeigen jetzt, warum einige Bereiche anfälliger für Hautkrankheiten sind als andere.
In zwei neuen Studien der UC Davis Health wurde untersucht, wie Unterschiede in der Zusammensetzung der Haut zu dermatologischen Erkrankungen wie Psoriasis und atopischer Dermatitis führen können.
„Die Haut hat nicht überall am Körper eine einheitliche Zusammensetzung“, sagt Emanual Maverakis, Professor für Dermatologie und molekulare medizinische Mikrobiologie an der UC Davis und Hauptautor beider Studien. „Unterschiedliche Hautmerkmale an verschiedenen Körperstellen können die Anfälligkeit der Haut für bestimmte Krankheiten beeinflussen.“
Die äußerste Schicht der Haut (Epidermis) besteht aus einer Lipidmatrix, die sich aus freien Fettsäuren, Cholesterin und Ceramiden zusammensetzt. Diese Schicht muss den spezifischen Umweltanforderungen der einzelnen Körperregionen gerecht werden. So muss beispielsweise die Gesichtshaut dünn und flexibel sein, um sich der Mimik anzupassen. Die Haut an der Fußsohle muss dick und steif sein, um der Kraft standzuhalten und sie vor Gegenständen zu schützen, auf die wir treten.
Die Zusammensetzung der Haut hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Struktur der Hautbarriere, die Zelltypen und die von ihnen exprimierten Gene. Bis vor kurzem war wenig über die zellulären und molekularen Prozesse hinter diesen Unterschieden bekannt. In der ersten Studie haben die Forscher die Mechanismen aufgezeigt, die zu diesen strukturellen Veränderungen der Haut führen.
Die Epidermis hat eine „Ziegelstein- und Mörtel“-Struktur: Moleküle wie Ceramide, Cholesterin und Fettsäuren bilden den Mörtel und Zellen, die Keratinozyten, sind die Ziegelsteine. Die Forscher nutzten die Einzelzellsequenzierung, um zu charakterisieren, wie sich die Keratinozyten an verschiedenen Körperstellen unterscheiden. Sie nutzten auch gezieltes molekulares Profiling, um die Moleküle zu charakterisieren, die den Mörtel zwischen den Keratinozyten bilden. Anschließend untersuchten sie, wie diese Unterschiede in der Genexpression mit den Unterschieden in der Zusammensetzung der Lipid- und Proteinstrukturen an den verschiedenen Körperstellen zusammenpassen. Diese Experimente erklärten, warum die Haut an verschiedenen Stellen des Körpers so unterschiedlich aussieht.
Die Unterschiede in der Zusammensetzung der Hautlipide und -proteine an verschiedenen Körperstellen könnten auch erklären, warum verschiedene Hautkrankheiten an verschiedenen Körperstellen auftreten. Bei der Charakterisierung der spezifischen Lipidveränderungen, die mit verschiedenen Hautkrankheiten einhergehen, entdeckten die Forscher, dass Lipide, die an einem auf die Haut geklebtes Stück Klebeband haften, ausreichen, um einen Patienten mit einer bestimmten Hautkrankheit zu diagnostizieren. „Diese Entdeckungen werden zu nicht-diagnostischen Tests für häufige Hautkrankheiten führen“, sagt Mitautor Alexander Merleev.
„Diese Unterschiede sind auch für die künftige Gestaltung von Hautpflegeprodukten von Bedeutung“, sagt Stephanie Le, Fachärztin für Dermatologie und Mitautorin der Studie. „Sie zeigen, wie Hautpflegeprodukte spezifisch formuliert werden sollten, um der jeweiligen Körperstelle, auf die sie aufgetragen werden, gerecht zu werden.“
In der zweiten Studie untersuchte das Forscherteam, wie Hautzellen mit dem Immunsystem interagieren. Bisher war bekannt, dass Keratinozyten Stoffe absondern können, die Entzündungen sowohl verstärken als auch verringern. Mithilfe der Einzelzellsequenzierung, mit der jede Keratinozyte einzeln analysiert wurde, stellten die Forscher fest, dass diese immunmodulierenden Moleküle in bestimmten Schichten der Epidermis exprimiert wurden.
Keratinozyten in der untersten Schicht der Epidermis sezernieren immunanziehende und immunentzündliche Moleküle. Dadurch werden Immunzellen in die Haut gelockt und an Ort und Stelle geparkt, um geduldig auf die Bekämpfung pathogener Mikroben oder Parasiten zu warten, die die physische Barriere der Haut durchbrechen könnten. Im Gegensatz dazu fanden sie heraus, dass die Keratinozyten in der äußeren Schicht der Epidermis proinflammatorische Moleküle absondern, insbesondere IL-36. Dies ist ein Hauptvermittler einer Unterart der Psoriasis. Das Team fand heraus, dass die Menge von IL-36 in der Haut durch ein anderes Molekül namens PCSK9 reguliert wird und dass Personen mit Variationen in ihrem PCSK9-Gen für die Entwicklung von Psoriasis prädisponiert sind.
„Unsere Entdeckung, dass verschiedene Hautschichten unterschiedliche Immunmediatoren absondern, ist ein Beispiel dafür, wie sehr die Haut auf die Interaktion mit dem Immunsystem spezialisiert ist. Manche Menschen entwickeln Hautkrankheiten wie Schuppenflechte, wenn ein Ungleichgewicht zwischen den Molekülen besteht, die von den verschiedenen Hautschichten ausgeschieden werden“, so Antonio Ji-Xu, wissenschaftlicher Mitarbeiter der UC Davis und Mitautor der Studie.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der University of California. Die Studien haben wir euch im Text verlinkt.
Bildquelle: Valeria Smirnova, Unsplash
