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13.3: Haut - Biologie

13.3: Haut - Biologie


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Die Hitze spüren

Die Person in Abbildung (PageIndex{1}) verspürt zweifellos das Brennen – Sonnenbrand also. Sonnenbrand tritt auf, wenn die äußere Hautschicht durch UV-Licht der Sonne oder Bräunungslampen geschädigt wird. Manche Menschen lassen absichtlich UV-Licht ihre Haut verbrennen, weil sie nach dem Abklingen der Rötung eine Bräune haben. Eine Bräune mag gesund aussehen, ist aber in Wirklichkeit ein Zeichen für Hautschäden. Menschen, die einen oder mehrere schwere Sonnenbrände erleiden, haben ein signifikant höheres Risiko, an Hautkrebs zu erkranken. Natürliche Pigmentmoleküle in der Haut helfen, sie vor UV-Lichtschäden zu schützen. Diese Pigmentmoleküle befinden sich in der Hautschicht, der Epidermis.

Die Epidermis ist die äußere der beiden Hauptschichten der Haut, wobei die innere Schicht die Dermis ist. Die Epidermis ist an den Augenlidern am dünnsten (0,05 mm) und am dicksten an den Handflächen und Fußsohlen (1,50 mm). Die Epidermis bedeckt fast die gesamte Körperoberfläche. Es ist kontinuierlich mit den Schleimhäuten, die Mund, Anus, Harnröhre und Vagina auskleiden, aber strukturell von diesen verschieden.

Aufbau der Epidermis

Es gibt keine Blutgefäße und nur sehr wenige Nervenzellen in der Epidermis. Ohne Blut, um den Epidermiszellen Sauerstoff und Nährstoffe zuzuführen, müssen die Zellen Sauerstoff direkt aus der Luft aufnehmen und Nährstoffe durch Diffusion von Flüssigkeiten aus der darunter liegenden Dermis erhalten. Doch so dünn sie auch ist, die Epidermis hat immer noch eine komplexe Struktur. Es hat eine Vielzahl von Zelltypen und mehrere Schichten.

Zellen der Epidermis

In der Epidermis gibt es verschiedene Arten von Zellen. Alle Zellen sind für die wichtigen Funktionen der Epidermis notwendig.

  • Die Epidermis besteht hauptsächlich aus Stapeln keratinproduzierender Epithelzellen, die Keratinozyten genannt werden. Diese Zellen machen mindestens 90 Prozent der Epidermis aus. Im oberen Bereich der Epidermis werden diese Zellen auch Plattenepithelzellen genannt.
  • Weitere 8 Prozent der Epidermiszellen sind Melanozyten. Diese Zellen produzieren das Pigment Melanin, das die Dermis vor UV-Licht schützt.
  • Etwa 1 Prozent der Epidermiszellen sind Langerhans-Zellen. Dies sind Zellen des Immunsystems, die Krankheitserreger, die in die Haut eindringen, erkennen und bekämpfen.
  • Weniger als 1 Prozent der Epidermiszellen sind Merkel-Zellen, die auf leichte Berührungen reagieren und sich mit Nervenenden in der Dermis verbinden.

Schichten der Epidermis

Die Epidermis besteht in den meisten Teilen des Körpers aus vier verschiedenen Schichten. Eine fünfte Schicht tritt in den Handflächen und Fußsohlen auf, wo die Epidermis dicker ist als im Rest des Körpers. Die Schichten der Epidermis sind in Abbildung (PageIndex{2}) dargestellt und im folgenden Text beschrieben.

Stratum Basale

Das Stratum basale ist die innerste oder tiefste Schicht der Epidermis. Es ist von der Dermis durch eine Membran, die Basalmembran, getrennt. Das Stratum basale enthält Stammzellen, sogenannte Basalzellen, die sich teilen, um alle Keratinozyten der Epidermis zu bilden. Wenn sich Keratinozyten zum ersten Mal bilden, sind sie würfelförmig und enthalten fast kein Keratin. Wenn mehr Keratinozyten produziert werden, werden zuvor gebildete Zellen durch das Stratum basale nach oben gedrückt. Melanozyten und Merkelzellen finden sich auch im Stratum basale. Besonders zahlreich sind die Merkel-Zellen in berührungsempfindlichen Bereichen wie Fingerkuppen und Lippen.

Stratum Spinosum

Direkt über dem Stratum basale befindet sich das Stratum spinosum. Dies ist die dickste der vier Epidermisschichten. Die Keratinozyten in dieser Schicht haben begonnen, Keratin anzusammeln, und sie sind zäher und flacher geworden. Zwischen den Keratinozyten bilden sich stachelige Zellfortsätze und halten sie zusammen. Das Stratum spinosum enthält neben Keratinozyten die immunologisch aktiven Langerhans-Zellen.

Stratum Granulat

Die nächste Schicht über dem Stratum spinosum ist das Stratum granulosum. In dieser Schicht sind Keratinozyten fast mit Keratin gefüllt, was ihrem Zytoplasma ein körniges Aussehen verleiht. Lipide werden von Keratinozyten in dieser Schicht freigesetzt, um eine Lipidbarriere in der Epidermis zu bilden. Zellen in dieser Schicht haben auch begonnen zu sterben, weil sie zu weit von den Blutgefäßen in der Dermis entfernt sind, um Nährstoffe aufzunehmen. Jede sterbende Zelle verdaut ihren eigenen Kern und ihre eigenen Organellen und hinterlässt nur eine harte, mit Keratin gefüllte Hülle.

Stratum Lucidum

Nur an den Handinnenflächen und Fußsohlen ist die nächste Schicht über dem Stratum granulosum das Stratum lucidum. Dies ist eine Schicht, die aus Stapeln durchscheinender, toter Keratinozyten besteht, die den darunter liegenden Schichten zusätzlichen Schutz bieten.

Stratum corneum

Die oberste Schicht der Epidermis überall am Körper ist das Stratum corneum. Diese Schicht besteht aus flachen, harten, dicht gepackten toten Keratinozyten, die eine wasserdichte Keratinbarriere bilden, um die darunter liegenden Schichten der Epidermis zu schützen. Abgestorbene Zellen aus dieser Schicht werden ständig von der Körperoberfläche abgestoßen. Die abgestoßenen Zellen werden ständig durch Zellen ersetzt, die aus den unteren Schichten der Epidermis aufsteigen. Es dauert etwa 48 Tage, bis neu gebildete Keratinozyten im Stratum basale an die Spitze des Stratum corneum gelangen, um abgestoßene Zellen zu ersetzen.

Funktionen der Epidermis

Die Epidermis hat mehrere entscheidende Funktionen im Körper. Zu diesen Funktionen gehören Schutz, Wasserretention und Vitamin-D-Synthese.

Schutzfunktionen

Die Epidermis schützt das darunter liegende Gewebe vor physischen Schäden, Krankheitserregern und UV-Licht.

Schutz vor physischen Schäden

Den größten physischen Schutz der Epidermis bietet ihre harte äußere Schicht, das Stratum corneum. Aufgrund dieser Schicht verursachen kleinere Kratzer und Kratzer im Allgemeinen keine signifikanten Schäden an der Haut oder dem darunter liegenden Gewebe. Scharfe Gegenstände und raue Oberflächen haben Schwierigkeiten, die harten, toten, mit Keratin gefüllten Zellen des Stratum corneum zu durchdringen oder zu entfernen. Werden Zellen in dieser Schicht durchstochen oder abgeschabt, werden sie schnell durch neue Zellen ersetzt, die aus den unteren Hautschichten an die Oberfläche aufsteigen.

Schutz vor Krankheitserregern

Wenn Krankheitserreger wie Viren und Bakterien versuchen, in den Körper einzudringen, ist es für sie praktisch unmöglich, durch intakte Epidermisschichten einzudringen. Im Allgemeinen können Krankheitserreger nur dann in die Haut eindringen, wenn die Epidermis durchbrochen wurde, beispielsweise durch einen Schnitt, eine Punktion oder ein Kratzen in Abbildung (PageIndex{3}). Deshalb ist es wichtig, auch eine kleine Wunde in der Epidermis zu reinigen und abzudecken. Dies trägt dazu bei, dass Krankheitserreger nicht über die Wunde in den Körper gelangen. Schutz vor Krankheitserregern bieten auch Bedingungen an oder nahe der Hautoberfläche. Dazu gehören ein relativ hoher Säuregehalt (pH-Wert von etwa 5,0), geringe Wassermengen, das Vorhandensein antimikrobieller Substanzen, die von Epidermiszellen produziert werden, und Langerhans-Zellen, die Bakterien oder andere Krankheitserreger phagozytieren.

Schutz vor UV-Licht

Das UV-Licht, das die Epidermis durchdringt, kann Epidermiszellen schädigen. Insbesondere kann es Mutationen in der DNA verursachen, die zur Entwicklung von Hautkrebs führen, bei dem epidermale Zellen außer Kontrolle geraten. Das UV-Licht kann auch Vitamin B9 (in Formen wie Folat oder Folsäure) zerstören, das für eine gute Gesundheit und eine erfolgreiche Fortpflanzung benötigt wird. Bei einer Person mit heller Haut kann bereits eine Stunde intensiver Sonneneinstrahlung den Vitamin-B9-Spiegel des Körpers um 50 Prozent senken.

Melanozyten im Stratum basale der Epidermis enthalten kleine Organellen, sogenannte Melanosomen, die das dunkelbraune Pigment Melanin produzieren, speichern und transportieren. Wenn Melanosomen mit Melanin gefüllt sind, wandern sie in dünne Ausläufer der Melanozyten. Von dort werden die Melanosomen auf Keratinozyten in der Epidermis übertragen, wo sie auf die Haut auftreffendes UV-Licht absorbieren. Dadurch wird verhindert, dass das Licht tiefer in die Haut eindringt und Schäden verursacht. Je mehr Melanin in der Haut vorhanden ist, desto mehr UV-Licht kann absorbiert werden.

Wasserrückhalt

Die Fähigkeit der Haut, Wasser zu speichern und es nicht an die Umgebung abzugeben, ist hauptsächlich auf das Stratum corneum zurückzuführen. Lipide, die in organisierter Weise zwischen den Zellen des Stratum corneum angeordnet sind, bilden eine Barriere gegen den Wasserverlust aus der Epidermis. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer gesunden Haut und den Erhalt des richtigen Wasserhaushalts im Körper.

Die Haut ist zwar wasserundurchlässig, jedoch nicht für alle Stoffe undurchlässig. Stattdessen ist die Haut selektiv durchlässig, sodass bestimmte fettlösliche Substanzen die Epidermis passieren können. Die selektive Permeabilität der Epidermis ist sowohl Nutzen als auch Risiko.

  • Durch die selektive Permeabilität können bestimmte Medikamente durch die Kapillaren in der Dermis in den Blutkreislauf gelangen. Dies ist die Grundlage von Medikamenten, die mit topischen Salben oder Pflastern verabreicht werden, die auf die Haut aufgetragen werden. Dazu gehören Steroidhormone wie Östrogen (zur Hormonersatztherapie), Scopolamin (bei Reisekrankheit), Nitroglycerin (bei Herzproblemen) und Nikotin (bei Raucherentwöhnung).
  • Durch die selektive Durchlässigkeit der Epidermis können auch bestimmte Schadstoffe über die Haut in den Körper gelangen. Beispiele sind das Schwermetall Blei und viele Pestizide.

Vitamin-D-Synthese

Vitamin D ist ein Nährstoff, der im menschlichen Körper für die Aufnahme von Kalzium aus der Nahrung benötigt wird. Moleküle einer Lipidverbindung namens 7-Dehydrocholesterin sind Vorläufer von Vitamin D. Diese Moleküle sind in den Schichten Stratum basale und Stratum spinosum der Epidermis vorhanden. Wenn UV-Licht auf die Moleküle trifft, wandelt es sie in Vitamin D3 um. In den Nieren wird Vitamin D3 in Calcitriol umgewandelt, die im Körper aktive Form von Vitamin D.

Was gibt der Haut ihre Farbe?

Melanin in der Epidermis ist die Hauptsubstanz, die die Farbe der menschlichen Haut bestimmt und die meisten Variationen der Hautfarbe bei Menschen auf der ganzen Welt erklärt. Aber auch zwei weitere Stoffe tragen vor allem bei hellhäutigen Menschen zur Hautfarbe bei: Carotin und Hämoglobin.

  • Das Pigment Carotin ist in der Epidermis vorhanden und verleiht der Haut eine gelbliche Tönung, insbesondere bei Haut mit niedrigem Melaningehalt.
  • Hämoglobin ist ein roter Farbstoff, der in roten Blutkörperchen vorkommt. Es ist durch die Haut als rosa Tönung sichtbar, wiederum hauptsächlich in der Haut mit niedrigem Melaningehalt. Die rosa Farbe ist am sichtbarsten, wenn sich die Kapillaren in der darunter liegenden Dermis erweitern und einen stärkeren Blutfluss in der Nähe der Oberfläche ermöglichen.

Bakterien auf der Haut

Die Oberfläche der menschlichen Haut bietet normalerweise unzähligen Bakterien ein Zuhause. Nur ein Quadratzentimeter der Haut enthält normalerweise durchschnittlich etwa 50 Millionen Bakterien. Diese im Allgemeinen harmlosen Bakterien repräsentieren etwa 1.000 Bakterienarten (Abbildung (PageIndex{4})) aus 19 verschiedenen Bakterienstämmen. Typische Feuchtigkeits- und Fettigkeitsunterschiede der Haut schaffen vielfältige und vielfältige Lebensräume für diese Mikroorganismen. So ist beispielsweise die Haut in den Achselhöhlen warm und feucht und oft behaart, während die Haut an den Unterarmen glatt und trocken ist. Diese beiden Bereiche des menschlichen Körpers sind für Mikroorganismen so vielfältig wie Regenwälder und Wüsten für größere Organismen. Die Dichte der Bakterienpopulation auf der Haut hängt stark von der Hautregion und ihren ökologischen Eigenschaften ab. Zum Beispiel können ölige Oberflächen, wie das Gesicht, über 500 Millionen Bakterien pro Quadratzoll enthalten. Trotz der großen Zahl einzelner Mikroorganismen, die auf der Haut leben, beträgt ihr Gesamtvolumen nur etwa erbsengroß.

Generell halten sich die auf der Haut lebenden normalen Mikroorganismen gegenseitig in Schach und spielen damit eine wichtige Rolle für die Gesunderhaltung der Haut. Ist jedoch das Gleichgewicht der Mikroorganismen gestört, kann es zu einer Überwucherung bestimmter Arten kommen, die zu einer Infektion führen kann. Wenn einem Patienten beispielsweise Antibiotika verschrieben werden, können normale Bakterien abgetötet und ein Überwachsen von einzelligen Hefen ermöglicht werden. Selbst wenn die Haut desinfiziert wird, kann keine Reinigung alle darin enthaltenen Mikroorganismen entfernen. Desinfizierte Bereiche werden auch durch Bakterien, die sich in tieferen Bereichen wie Haarfollikeln und in angrenzenden Hautbereichen befinden, schnell wieder besiedelt.

Was ist Dermis?

Die Dermis ist die innere der beiden Hauptschichten, aus denen die Haut besteht, wobei die äußere Schicht die Epidermis ist. Die Dermis besteht hauptsächlich aus Bindegewebe. Es enthält auch die meisten Hautstrukturen wie Drüsen und Blutgefäße. Die Dermis ist durch flexible Kollagenbündel an den darunter liegenden Geweben verankert, die es den meisten Hautbereichen ermöglichen, sich frei über das subkutane („unter der Haut“) Gewebe zu bewegen. Zu den Funktionen der Dermis gehören die Polsterung des Unterhautgewebes, die Regulierung der Körpertemperatur, das Erfassen der Umgebung und die Ausscheidung von Abfallstoffen.

Anatomie der Dermis

Die grundlegende Anatomie der Dermis ist eine Matrix oder eine Art Gerüst, das aus Bindegewebe besteht. Zu diesen Geweben gehören Kollagenfasern, die für Zähigkeit sorgen; und Elastinfasern, die für Elastizität sorgen. Um diese Fasern herum enthält die Matrix auch eine gelartige Substanz aus Proteinen. Die Gewebe der Matrix verleihen der Dermis sowohl Festigkeit als auch Flexibilität.

Die Dermis ist in zwei Schichten unterteilt: die Papillarschicht und die Retikularschicht.

Papillarschicht

Die papilläre Schicht ist die obere Schicht der Dermis, direkt unter der Basalmembran, die die Dermis mit der darüber liegenden Epidermis verbindet. Die Papillarschicht ist die dünnere der beiden Hautschichten. Es besteht hauptsächlich aus locker angeordneten Kollagenfasern. Die Papillarschicht ist nach ihren fingerartigen Vorsprüngen oder Papillen benannt, die sich nach oben in die Epidermis erstrecken. Die Papillen enthalten Kapillaren und sensorische Berührungsrezeptoren.

Die Papillen verleihen der Dermis eine holprige Oberfläche, die sich mit der darüber liegenden Epidermis verzahnt und die Verbindung zwischen den beiden Hautschichten stärkt. An den Handflächen und Fußsohlen bilden die Papillen Epidermiskämme. Epidermiskämme an den Fingern werden allgemein als Fingerabdrücke bezeichnet (siehe Foto unten). Fingerabdrücke sind genetisch festgelegt, daher haben keine zwei Menschen (außer eineiigen Zwillinge) genau das gleiche Fingerabdruckmuster. Daher können Fingerabdrücke beispielsweise an Tatorten als Identifikationsmittel verwendet werden. Fingerabdrücke wurden viel häufiger forensisch verwendet, bevor die DNA-Analyse zu diesem Zweck eingeführt wurde.

Netzschicht

Die retikuläre Schicht ist die untere Schicht der Dermis, unterhalb der Papillarschicht. Es ist die dickere der beiden Hautschichten. Es besteht aus dicht gewebten Kollagen- und Elastinfasern. Diese Proteinfasern verleihen der Dermis ihre Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften. Diese Schicht der Dermis polstert das Unterhautgewebe des Körpers vor Stress und Belastung. Die retikuläre Schicht der Dermis enthält auch die meisten Strukturen in der Dermis, wie Drüsen und Haarfollikel.

Strukturen in der Dermis

Sowohl papilläre als auch retikuläre Schichten der Dermis enthalten zahlreiche sensorische Rezeptoren, die die Haut zum primären Sinnesorgan des Körpers für den Tastsinn machen. Beide Hautschichten enthalten auch Blutgefäße. Sie versorgen die Hautzellen sowie Zellen in der untersten Schicht der Epidermis, dem Stratum basale, mit Nährstoffen und entfernen Abfälle aus ihnen. Die Kreislaufkomponenten der Dermis sind in Abbildung (PageIndex{7}) dargestellt.

Drüsen

Zu den Drüsen in der retikulären Schicht der Dermis gehören Schweißdrüsen und Talgdrüsen (Öldrüsen). Beide sind exokrine Drüsen, das sind Drüsen, die ihre Sekrete durch Kanäle an nahegelegene Körperoberflächen abgeben. Das Diagramm unten zeigt diese Drüsen und auch einige andere Strukturen in der Dermis.

Schweißdrüsen produzieren die Flüssigkeit namens Schweiß, die hauptsächlich Wasser und Salze enthält. Die Drüsen haben Kanäle, die den Schweiß zu den Haarfollikeln oder zur Hautoberfläche transportieren. Es gibt zwei verschiedene Arten von Schweißdrüsen: die ekkrinen Drüsen und die apokrinen Drüsen.

  • Ekkrine Schweißdrüsen kommen in der Haut des ganzen Körpers vor. Ihre Kanäle münden durch winzige Öffnungen, die Poren genannt werden, auf die Hautoberfläche. Diese Schweißdrüsen sind an der Temperaturregulation beteiligt.
  • Apokrine Schweißdrüsen sind größer als ekkrine Drüsen und kommen nur in der Haut der Achselhöhlen und der Leistengegend vor. Die Gänge der apokrinen Drüsen münden in Haarfollikel, und dann wandert der Schweiß entlang der Haare, um die Oberfläche zu erreichen. Apokrine Drüsen sind bis zur Pubertät inaktiv und beginnen dann, einen fettigen Schweiß zu produzieren, der von auf der Haut lebenden Bakterien aufgenommen wird. Die Verdauung von apokrinem Schweiß durch Bakterien ist die Ursache für Körpergeruch.

Talgdrüse sind exokrine Drüsen, die eine dicke, fettige Substanz namens Talg produzieren. Talg wird in die Haarfollikel abgesondert und gelangt zusammen mit den Haaren an die Hautoberfläche. Es macht Haare und Haut imprägniert und verhindert das Austrocknen. Talg hat auch antibakterielle Eigenschaften, also hemmt es das Wachstum von Mikroorganismen auf der Haut. Talgdrüsen kommen in jedem Teil der Haut vor, mit Ausnahme der Handflächen und Fußsohlen, wo keine Haare wachsen.

Haarfollikel

Haarfollikel sind die Strukturen, aus denen Haare stammen (Abbildung (PageIndex{8})). Haare wachsen aus Follikeln, passieren die Epidermis und treten an der Hautoberfläche aus. Mit jedem Haarfollikel ist eine Talgdrüse verbunden, die Talg absondert, der das Haar umhüllt und wasserdicht macht. Jeder Follikel hat auch ein Kapillarbett, ein Nervenende und einen winzigen Muskel namens Arrector Pili.

Funktionen der Dermis

Die Hauptfunktionen der Dermis sind die Regulierung der Körpertemperatur, die Aktivierung des Tastsinns und die Beseitigung von Abfallstoffen aus dem Körper.

Temperaturregelung

Mehrere Strukturen in der retikulären Schicht der Dermis sind an der Regulierung der Körpertemperatur beteiligt. Steigt beispielsweise die Körpertemperatur, sendet der Hypothalamus des Gehirns Nervensignale an die Schweißdrüsen, die Schweiß freisetzen. Ein Erwachsener kann bis zu vier Liter pro Stunde schwitzen. Da der Schweiß von der Körperoberfläche verdunstet, verbraucht er Energie in Form von Körperwärme und kühlt so den Körper. Der Hypothalamus verursacht auch eine Erweiterung der Blutgefäße in der Dermis, wenn die Körpertemperatur ansteigt. Dadurch kann mehr Blut durch die Haut fließen und die Körperwärme an die Oberfläche bringen, wo sie an die Umgebung abstrahlen kann.

Wenn der Körper zu kühl ist, stellen die Schweißdrüsen die Schweißproduktion ein und die Blutgefäße in der Haut verengen sich, wodurch die Körperwärme gespeichert wird. Die Musculus arrector pili ziehen sich ebenfalls zusammen, bewegen die Haarfollikel und heben die Haarschäfte an. Dies führt dazu, dass mehr Luft unter den Haaren eingeschlossen wird, um die Hautoberfläche zu isolieren. Diese Kontraktionen der Musculus arrector pili sind die Ursache für Gänsehaut.

Die Umwelt wahrnehmen

Sensorische Rezeptoren in der Dermis sind hauptsächlich für die Tastsinne des Körpers verantwortlich. Die Rezeptoren erkennen taktile Reize wie warme oder kalte Temperatur, Form, Textur, Druck, Vibration und Schmerz. Sie senden Nervenimpulse an das Gehirn, das die sensorischen Informationen interpretiert und darauf reagiert. Sensorische Rezeptoren in der Dermis können anhand der Art des Berührungsreizes, den sie wahrnehmen, klassifiziert werden. Mechanorezeptoren nehmen mechanische Kräfte wie Druck, Rauheit, Vibration und Dehnung wahr. Thermorezeptoren nehmen Temperaturschwankungen wahr, die über oder unter der Körpertemperatur liegen. Nozizeptoren nehmen schmerzhafte Reize wahr. Abbildung (PageIndex{9}) zeigt verschiedene spezifische Arten von taktilen Rezeptoren in der Dermis. Jede Art von Rezeptor nimmt eine oder mehrere Arten von Berührungsreizen wahr.

  • Freie Nervenenden nehmen Schmerzen und Temperaturschwankungen wahr.
  • Merkel-Zellen nehmen leichte Berührungen, Formen und Texturen wahr.
  • Meissners Körperchen nehmen leichte Berührung wahr.
  • Pacinian-Körperchen nehmen Druck und Vibration wahr.
  • Ruffini-Körperchen spüren Dehnung und anhaltenden Druck.

Ausscheidung von Abfällen

Der von ekkrinen Schweißdrüsen freigesetzte Schweiß ist eine Möglichkeit, wie der Körper Abfallprodukte ausscheidet. Schweiß enthält überschüssiges Wasser, Salze (Elektrolyte) und andere Abfallprodukte, die der Körper loswerden muss, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Die häufigsten Elektrolyte im Schweiß sind Natrium und Chlorid. Kalium-, Kalzium- und Magnesiumelektrolyte können auch mit dem Schweiß ausgeschieden werden. Wenn diese Elektrolyte hohe Werte im Blut erreichen, werden zusätzliche Elektrolyte mit dem Schweiß ausgeschieden. Dies hilft, ihre Blutwerte wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Neben Elektrolyten enthält Schweiß geringe Mengen an Abfallprodukten des Stoffwechsels, darunter Ammoniak und Harnstoff. Schweiß kann auch Alkohol bei jemandem enthalten, der alkoholische Getränke getrunken hat.

Feature: Mein menschlicher Körper

Akne ist die häufigste Hauterkrankung in den Vereinigten Staaten. Mindestens 40 Millionen Amerikaner haben zu jeder Zeit Akne. Akne tritt am häufigsten bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen auf, kann aber in jedem Alter auftreten. Auch Neugeborene können Akne bekommen.

Das Hauptzeichen von Akne ist das Auftreten von Pickeln (Pusteln) auf der Haut, wie auf dem Foto oben. Andere Anzeichen von Akne können Whiteheads, Mitesser, Knötchen und andere Läsionen sein. Neben dem Gesicht kann Akne auch an Rücken, Brust, Nacken, Schultern, Oberarmen und Gesäß auftreten. Akne kann die Haut dauerhaft vernarben, insbesondere wenn sie nicht angemessen behandelt wird. Neben den körperlichen Auswirkungen auf die Haut kann Akne auch zu einem geringen Selbstwertgefühl und Depressionen führen.

Akne wird durch verstopfte, mit Talg gefüllte Poren verursacht, die eine perfekte Umgebung für das Wachstum von Bakterien bieten. Die Bakterien verursachen eine Infektion und das Immunsystem reagiert mit einer Entzündung. Entzündungen wiederum verursachen Schwellungen und Rötungen und können mit Eiterbildung einhergehen. Wenn die Entzündung tief in die Haut vordringt, kann sich ein Akneknoten bilden.

Leichte Akne spricht oft gut auf die Behandlung mit rezeptfreien (OTC) Produkten an, die Benzoylperoxid oder Salicylsäure enthalten. Die Behandlung mit diesen Produkten kann ein oder zwei Monate dauern, um die Akne zu beseitigen. Sobald sich die Haut geklärt hat, muss die Behandlung im Allgemeinen einige Zeit fortgesetzt werden, um zukünftige Ausbrüche zu verhindern.

Wenn Akne auf OTC-Produkte nicht anspricht, Knötchen entstehen oder Akne das Selbstwertgefühl beeinträchtigt, ist ein Besuch beim Dermatologen angebracht. Ein Dermatologe kann bestimmen, welche Behandlung für einen bestimmten Patienten am besten ist. Ein Dermatologe kann auch verschreibungspflichtige Medikamente verschreiben (die wahrscheinlich wirksamer sind als OTC-Produkte) und andere medizinische Behandlungen wie Laserlichttherapien oder chemische Peelings anbieten.

Was können Sie tun, um eine gesunde Haut zu erhalten und Akne zu verhindern oder zu reduzieren? Dermatologen empfehlen die folgenden Tipps:

  • Waschen Sie betroffene oder zu Akne neigende Haut (wie das Gesicht) zweimal täglich und nach dem Schwitzen.
  • Verwenden Sie Ihre Fingerspitzen, um einen sanften, nicht scheuernden Reiniger aufzutragen. Vermeiden Sie Schrubben, da dies die Akne verschlimmern kann.
  • Verwenden Sie nur alkoholfreie Produkte und vermeiden Sie Produkte, die die Haut reizen, wie scharfe Adstringentien oder Peelings.
  • Spülen Sie mit lauwarmem Wasser ab und vermeiden Sie die Verwendung von sehr heißem oder kaltem Wasser.
  • Shampoonieren Sie Ihr Haar regelmäßig.
  • Picke, platze oder drücke keine Akne. Wenn Sie dies tun, dauert die Heilung länger und es ist wahrscheinlicher, dass Narben entstehen.
  • Lass deine Hände vom Gesicht. Vermeiden Sie es, Ihre Haut den ganzen Tag über zu berühren.
  • Halten Sie sich von der Sonne und dem Solarium fern. Einige Akne-Medikamente machen Ihre Haut sehr empfindlich gegenüber UV-Licht.

Rezension

  1. Was ist die Dermis?
  2. Beschreiben Sie die grundlegende Anatomie der Dermis.
  3. Vergleichen und kontrastieren Sie die papillären und retikulären Schichten der Dermis.
  4. Was verursacht Epidermiskämme und warum können sie zur Identifizierung von Personen verwendet werden?
  5. Nennen Sie die beiden Arten von Schweißdrüsen in der Dermis und geben Sie an, wie sie sich unterscheiden.
  6. Welche Funktion haben Talgdrüsen?
  7. Beschreiben Sie Strukturen, die mit Haarfollikeln verbunden sind.
  8. Erkläre, wie die Dermis bei der Regulierung der Körpertemperatur hilft.
  9. Identifizieren Sie drei spezifische Arten von taktilen Rezeptoren in der Dermis und die Art der Reize, die sie wahrnehmen.
  10. Wie scheidet die Dermis Abfälle aus und welche Abfallprodukte scheidet sie aus?
  11. Was sind die Unterhautgewebe? Welche Schicht der Dermis polstert das Unterhautgewebe und warum polstert diese Schicht die meiste statt der anderen Schicht?
  12. Beschreiben Sie für jede der folgenden Funktionen, welche Struktur innerhalb der Dermis sie ausführt.
    1. Bringt Nährstoffe zu und entfernt Abfallstoffe aus dermalen und unteren epidermalen Zellen
    2. Bewirkt, dass sich Haare bewegen
    3. Erkennt schmerzhafte Reize auf der Haut
  13. Was ist die Epidermis?
  14. Identifizieren Sie die Zelltypen in der Epidermis.
  15. Beschreiben Sie die Schichten der Epidermis.
  16. Nennen Sie eine Funktion jeder der vier Epidermisschichten, die im ganzen Körper zu finden sind.
  17. Erklären Sie drei Möglichkeiten, wie die Epidermis den Körper schützt.
  18. Was macht die Haut wasserdicht?
  19. Warum ist die selektive Permeabilität der Epidermis sowohl Nutzen als auch Risiko?
  20. Wie wird Vitamin D in der Epidermis synthetisiert?
  21. Identifizieren Sie drei Pigmente, die der Haut Farbe verleihen.
  22. Beschreiben Sie Bakterien, die sich normalerweise auf der Haut befinden, und erklären Sie, warum sie normalerweise keine Infektionen verursachen.
  23. Erklären Sie, warum die Keratinozyten an der Oberfläche der Epidermis abgestorben sind, während tiefer in der Epidermis befindliche Keratinozyten noch am Leben sind.
  24. Welche Schicht der Epidermis enthält Keratinozyten, die zu sterben begonnen haben?
  25. Richtig oder falsch. Die zusätzliche Epidermisschicht auf den Handflächen und Fußsohlen befindet sich ganz außen auf der Haut.
  26. Richtig oder falsch. Melanin kommt in Keratinozyten vor.
  27. Erklären Sie, warum unsere Haut nicht dauerhaft geschädigt wird, wenn wir einige der Oberflächenschichten mit einem rauen Waschlappen abreiben.

Versuchen Sie sich vorzustellen, wie Sie ohne sie aussehen würden. Sie wären ein weicher, wackeliger Haufen aus Haut, Muskeln und inneren Organen, sodass Sie wie eine sehr große Nacktschnecke aussehen könnten. Nicht, dass Sie sich selbst sehen könnten - Hautfalten würden über Ihre Augen hängen und Ihre Sicht blockieren, weil Sie keine Schädelknochen haben. Du könntest die Haut aus dem Weg schieben, wenn du nur deine Arme bewegen könntest, aber dafür brauchst du auch Knochen!

Das menschliche Skelett ist ein inneres Gerüst, das bei Erwachsenen aus 206 . besteht Knochen, von denen die meisten in gezeigt werden Abbildung unter.

Das Skelett besteht neben Knochen auch aus Knorpel und Bändern:

  • Knorpel ist eine Art dichtes Bindegewebe aus zähen Proteinfasern, das eine glatte Oberfläche für die Bewegung von Knochen an Gelenken bietet.
  • EIN Band ist ein Band aus faserigem Bindegewebe, das die Knochen zusammenhält und an Ort und Stelle hält.

Das Skelett stützt den Körper und gibt ihm Form. Es hat auch mehrere andere Funktionen, darunter:

  1. Schutz der inneren Organe
  2. Bereitstellung von Befestigungsflächen für Muskeln
  3. Blutzellen produzieren
  4. Mineralien speichern
  5. Aufrechterhaltung der Mineralhomöostase.

Aufrechterhaltung mineralische Homöostase ist eine sehr wichtige Funktion des Skeletts, da für eine normale Funktion des Körpers genau die richtigen Mengen an Kalzium und anderen Mineralien im Blut benötigt werden. Wenn der Mineralstoffspiegel im Blut zu hoch ist, nehmen die Knochen einen Teil der Mineralstoffe auf und speichern sie als Mineralsalze, weshalb die Knochen so hart sind. Wenn der Blutspiegel an Mineralien zu niedrig ist, geben die Knochen einen Teil der Mineralien wieder an das Blut ab und stellen so die Homöostase wieder her.

Wissenschaftsfreitag: Sprung in Jerboas

Springmaus sind entzückende Kreaturen, die bis zu einem Meter springen können. In diesem Video von Science Friday enthüllt Dr. Kim Cooper, wie die extrem federnden Beinknochen von Springmännchen dies ermöglichen und welche Auswirkungen dies auf das menschliche Knochenwachstum haben könnte.


13.3: Haut - Biologie

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Feature Papers stellen die fortschrittlichste Forschung mit erheblichem Potenzial für eine große Wirkung auf diesem Gebiet dar. Feature Papers werden auf individuelle Einladung oder Empfehlung der wissenschaftlichen Herausgeber eingereicht und vor der Veröffentlichung einem Peer Review unterzogen.

Das Feature Paper kann entweder ein origineller Forschungsartikel, eine umfangreiche neue Forschungsstudie sein, die oft mehrere Techniken oder Ansätze umfasst, oder ein umfassendes Übersichtspapier mit prägnanten und präzisen Updates zu den neuesten Fortschritten auf diesem Gebiet, das die aufregendsten Fortschritte in der Wissenschaft systematisch überprüft Literatur. Diese Art von Papier gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsrichtungen oder mögliche Anwendungen.

Editor’s Choice-Artikel basieren auf Empfehlungen der wissenschaftlichen Herausgeber von MDPI-Zeitschriften aus der ganzen Welt. Redakteure wählen eine kleine Anzahl kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichter Artikel aus, die ihrer Meinung nach für Autoren besonders interessant oder in diesem Bereich wichtig sind. Ziel ist es, eine Momentaufnahme einiger der spannendsten Arbeiten zu geben, die in den verschiedenen Forschungsbereichen der Zeitschrift veröffentlicht wurden.


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Sie können Ihre Atmung kontrollieren, indem Sie den Atem anhalten, Ihre Atmung verlangsamen oder hyperventilieren, die schneller und flacher als nötig atmet. Sie können auch kräftiger oder tiefer als üblich aus- oder einatmen. Die bewusste Kontrolle der Atmung ist neben dem Aufblasen von Ballons bei vielen Aktivitäten üblich, darunter Schwimmen, Sprachtraining, Singen, das Spielen vieler verschiedener Musikinstrumente (Abbildung 13.3.3) und Yoga, um nur einige zu nennen.

Abbildung 13.3.3 Trompete zu spielen ist harte Arbeit. Die ausgeatmete Luft muss stark genug durch die Lippen gedrückt werden, um eine vibrierende Luftsäule im Inneren des Instruments zu erzeugen.

Der bewussten Kontrolle der Atmung sind Grenzen gesetzt. Zum Beispiel ist es einem gesunden Menschen nicht möglich, freiwillig auf unbestimmte Zeit mit der Atmung aufzuhören. Schon nach kurzer Zeit besteht ein unbändiger Drang zu atmen. Wenn Sie lange genug mit dem Atmen aufhören könnten, würden Sie das Bewusstsein verlieren. Das gleiche würde passieren, wenn Sie zu lange hyperventilieren würden. Sobald Sie das Bewusstsein verlieren und Ihre Atmung nicht mehr bewusst kontrollieren können, übernimmt die unwillkürliche Kontrolle der Atmung.


Epitheliale Hautbiologie: Drei Jahrzehnte Entwicklungsbiologie, hundert beantwortete Fragen und tausend neue Fragen

Die Epidermis der Säugetierhaut und ihre Haare und Schweißdrüsenanhänge bilden eine Schutzbarriere, die wichtige Körperflüssigkeiten zurückhält, vor dem Eindringen schädlicher Mikroben schützt und die Körpertemperatur durch die Fähigkeit zu schwitzen reguliert. An der Schnittstelle zwischen der äußeren Umgebung und dem Körper ist die Haut ständig einem physischen Trauma ausgesetzt und muss auch vorbereitet werden, um Wunden als Reaktion auf eine Verletzung zu reparieren. Bei Erwachsenen erhält die Haut durch die Verwendung ihrer Stammzellen die epidermale Homöostase, die Haarregeneration und die Wundheilung aufrecht. Dieser Aufsatz konzentriert sich darauf, wann sich Stammzellen während der Hautentwicklung etablieren und wo sich diese Zellen in adulten Epithelgeweben der Haut befinden. Ich erforsche, wie Hautstammzellen die Gewebehomöostase aufrechterhalten und Wunden reparieren und wie sie das empfindliche Gleichgewicht zwischen Proliferation und Differenzierung regulieren. Schließlich gehe ich auf den Zusammenhang zwischen Hautkrebs und Mutationen ein, die die Regulation von Stammzellen stören.

Schlüsselwörter: Krebs Epithel Haarfollikel Hautentwicklung Stammzelle Stammzellnische Schweißdrüse Transkriptionelle Regulation WNT-Signalgebung.

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Figuren

Schema der Ruhe- und…

Schematische Darstellung der Ruhe- und Wachstumsphase des Haarfollikels. Der Stamm…

Immunfluoreszenzbilder, die eine ruhende…

Immunfluoreszenzbilder, die einen Haarfollikel in der Ruhephase zeigen, der voller Stammzellen ist…

Halbdünner Querschnitt und Ultrastruktur von…

Halbdünner Schnitt und Ultrastruktur einer Schweißdrüse aus dem Mauspfotenpad.…


Zink und Hautbiologie

Von allen Geweben hat die Haut den dritthöchsten Zinkvorkommen im Körper. In der Haut ist die Zinkkonzentration in der Epidermis höher als in der Dermis, aufgrund eines Zinkbedarfs für die aktive Proliferation und Differenzierung epidermaler Keratinozyten. Hier untersuchen wir die Dynamik und Funktionen von Zink in der Haut sowie Hauterkrankungen, die mit Zinkmangel, Zinkfingerdomänen-haltigen Proteinen und Zinktransportern verbunden sind. Unter den mit Zinkmangel verbundenen Hauterkrankungen ist die Acrodermatitis enteropathica eine Erkrankung, die durch Mutationen im ZIP4-Transporter und nachfolgenden Zinkmangel verursacht wird. Die Trias Acrodermatitis enteropathica ist gekennzeichnet durch Alopezie, Durchfall und Hautläsionen im akralen, periorifiziellen und anogenitalen Bereich. Wir beleuchten den zugrunde liegenden Mechanismus der Entwicklung von Acrodermatitis aufgrund von Zinkmangel, indem wir unsere neuen Erkenntnisse beschreiben. Wir diskutieren auch die sich häufenden Beweise für Zinkmangel bei Alopezie und nekrolytischem Wandererythem, das typischerweise mit Glucagonomen assoziiert ist.

Schlüsselwörter: ATP Acrodermatitis enteropathica Alopezie Langerhans-Zellen Nekrolytisches Wandererythem Haut Zink.


Biotechnologische Hautkonstrukte

Abstrakt

Das Engineering von Hautgewebe steht seit vielen Jahren an der Spitze des Tissue Engineering und hat einige der ersten kommerzialisierten Medizinprodukte hervorgebracht, die aus dem Tissue Engineering stammen. Heute schätzen wir, dass über 1 Million Patienten mit biotechnologisch hergestellten Hautprodukten behandelt wurden. This is the result of work over the last 40–50 years in the areas of skin cell biology, extracellular matrix biology, collagen scaffolds, polymer scaffolds, and tissue equivalents. The repair/regeneration of skin using tissue engineering has taken on many forms from simple to complex. The various strategies are discussed with an emphasis on the biological relevance of each to normal skin structure and function and the healing of wounds, and to proposed mechanisms of action of tissue-engineered constructs in healing. It is also concluded that the impaired healing nature of chronic wounds, often structural in nature, needs to be taken into account.


Über den Autor

Chenjie Xu, PhD, is Assistant Professor at the School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, Singapore.

Xiaomeng Wang, PhD, is Associate Professor at Nanyang Technological University, Singapore, Principal Investigator at IMCB, Honorary Lecturer at UCL, and Adjunct Research Scientist at SERI.

Manojit Pramanik, PhD, is Associate Professor at the School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, Singapore.


Sprecher-Bio

Daniela Robles-Espinoza

Daniela Robles-Espinoza recently received her PhD from the University of Cambridge, in the UK, and is now a postdoctoral fellow at the Experimental Cancer Genetics group in the Wellcome Trust Sanger Institute. She uses bioinformatics and computational methods to study the genetic factors that influence cancer development, especially melanoma, in high-risk families. She’s also interested… Continue Reading

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Related Resources

Robles-Espinoza CD, Harland M, Ramsay AJ, Aoude LG, Quesada V, Ding Z, Pooley KA, Pritchard AL, Tiffen JC, Petljak M, Palmer JM, Symmons J, Johansson P, Stark MS, Gartside MG, Snowden H, Montgomery GW, Martin NG, Liu JZ, Choi J, Makowski M, Brown KM, Dunning AM, Keane TM, López-Otín C, Gruis NA, Hayward NK, Bishop DT, Newton-Bishop JA, Adams DJ. (2014) POT1 loss-of-function variants predispose to familial melanoma. Naturgenetik. 46(5), 478-81.


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Bemerkungen:

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