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Hautalterung was ist das? Strategien dagegen

Altersbedingte Veränderungen der Hautarchitektur

Veränderung der Epidermis

  • Variierende Zellzahl in allen Schichten
  • unterschiedliche Keratinozytentypen
  • vermindertes Zellwachstum in der Basalzone
  • verminderte Melanozytenzahl
  • verminderte Anzahl Langerhans-Zellen (Immunantwort abgesenkt)
  • Abflachung der dermatoepidermalen Zone

Veränderungen in der Dermis

  • verminderte Fibroblastenzahl
  • verminderte Kollagensynthese (ca. -30% in den ersten Jahren der Menopause, später 2 - 3 %/Jahr)
  • weniger Kollagenfasem, Horizontalisierung
  • weniger elastische Fasern, falsche Vernetzung
  • verminderte Hyaluronsäuresynthese, damit verminderte Wasserbindung
  • reduzierte Zahl von Mastzellen
  • Reduktion der Gefässe

Veränderung der Anhangsgebilde

  • verminderte Haarfollikeldichte
  • Haardepigmentierung
  • verminderte Schweissdrüsendichte
  • verminderte Talgsynthese, trockenere Haut
  • vergrössertes Talgdrüsenvolumen wegen der Verminderung der elastischen Fasern

Elastizität und Festigkeit der Haut: Struktur und Funktion des dermalen Bindegewebes

Die Haut als grösstes menschliches Organ besteht aus unterschiedlichen funktionalen Geweben wie Schweissdrüsen, Haarfollikeln, Nerven und Gefässen, die in ein Bindegewebe aus zellulären Komponenten und eine extrazelluläre Matrix eingebettet sind. Keratinozyten, Endothelzellen und vor allem Fibroblasten synthetisieren die drei hauptsächlichen extrazellulären Strukturproteine, die die physiologischen Eigenschaften der Haut bewirken. Die Kollagene stellen eine ganze Familie von Proteinen dar; bislang sind 19 verschiedene Typen entdeckt worden. Mit einem Anteil von etwa 80% am Trockengewicht sind sie die Hauptstrukturproteine der Haut und gewährleisten deren mechanische Belastbarkeit. Elastische Fasern machen etwa 2-4% aus und sichern die Elastizität der Haut. Proteoglycane haben einen Anteil von 0,1-0,3% am Trockengewicht der Haut. Diese heterogene Gruppe von Makromolekülen besteht jeweils aus einem Core-Protein mit kovalent gebundenen Seitenketten aus Glycosaminglycanen. Der bekannteste Vertreter ist die Hyaluronsäure, deren Wasserbindungskapazität wesentlich zur Hydratation der Haut beiträgt.

Synthese und Abbau der Strukturproteine

Synthese und Abbau dieser Strukturproteine unterliegen einer komplizierten und in ihren Einzelheiten noch nicht abschliessend geklärten Regulation. Kollagen wird extrazellulär aus dem Vorläufer Prokollagen durch Abspalten von C- und N-terminalen Propeptiden gebildet. Die anschliessende Zusammenlagerung der einzelnen Kollagenmonomere und die Bildung von Kollagenfibrillen ist ein komplexer Prozess. Die terminalen Peptidstücke werden spezifisch durch C-Proteina-sen abgespaltet. Dieses Enzym ist spezifisch für natives und denaturiertes Typ-I-, -II- und -III-Prokollagen, das heisst, zwischen Substrat und Enzym besteht eine hohe Spezifität und Selektivität. Auch die Spaltprodukte des Prokollagens I stellen keine blossen inaktiven Abfallprodukte dar, sondern haben ihrerseits regulierenden Einfluss auf die Kollagensynthese. Um die stimulatorisch wirksame Sequenz innerhalb der Prokollagenspaltprodukte zu ermitteln, wurde eine Reihe von Peptiden mit überlappenden Sequenzen, die zusammen das komplette Propeptid des Pro-alpha I-(I)-Kollagens umfasste, synthetisiert und dann auf ihre Fähigkeit, die Biosynthese der extrazellulären Matrix zu regulieren, getestet. Dabei waren zwei überlappende Peptide in der Lage, die Synthese von Typ-I- und Typ-IIl-Kollagen sowie von Fibronektin in Kulturen humaner Fibroblasten zu steigern. Die Suche nach der minimalen für die Synthesesteigerung erforderlichen Sequenz zeigte, dass ein aus Lysin, Threonin, Threonin, Lysin und Serin bestehendes Pentapeptid allein bereits 80% der ursprünglichen Aktivität erreichte und die minimale Peptidgrösse für eine stimulierende Wirkung darstellt. Die Steigerung der Kollagensynthese war bei allen untersuchten Fibroblastentypen vorhanden. Die gezielte Steigerung von Matrixbestandteilen wie Kollagen und Fibronektin ist in Situationen von besonderem Interesse, in denen die relativen Verhältnisse einzelner Komponenten gestört sind oder ein Ungleichgewicht zu Gunsten degradativer Stoffwechselwege besteht. Dies führt zu einem Funktionsverlust der Matrixmoleküle und letztendlich zu den klinischen Erscheinungen der Hautalterung. Besonders auffällig sind hierbei durchhängende Hautpartien und Falten als untrügliches Zeichen von den vielen Aktivitäten im Freien oder als sichtbare Hinweise auf den unentrinnbaren Prozess der Hautalterung (Uitto). Letzteres entspricht dem so genannten intrinsic Ageing, während UV-Belastung zum extrinsic Ageing der Haut führt. Beide Prozesse überlagern sich und sind in ihren molekularen Effektomechanismen sehr ähnlich. Im Gesichtsbereich soll der Anteil des extrinsic Ageing etwa 80% der klinisch manifesten Merkmale der Hautalterung ausmachen.

Histologisch zeigt eine nicht lichtexponierte Altershaut eine Abflachung der dermo-epidermalen Junktionszone, eine Verdünnung der Dermis und des subkutanen Fettgewebes sowie eine verminderte Anzahl Keratinozyten, Langerhanszellen, Melanozyten und Mastzellen.

Lichtgealterte Haut ist gekennzeichnet durch eine wechselnde Dicke der Epidermis, eine weiter verminderte Anzahl Langerhanszellen, jedoch eine vermehrte Anzahl Melanozyten. In der Dermis finden sich eine ausgeprägte Elastose und fokal Entzündungszellen. Das elastotische Material besteht aus einer Vielzahl extrazellulärer Matrixkomponenten wie Fibrillin, Elastin und dem Proteoglycan Versicain und somit aller wesentlichen Komponenten der elastischen Fasern, ist aber in seiner supramolekularen Organisation und Funktion stark gestört. Die Ansammlung elastotischen Materials ist begleitet von einer Degradation des umgebenden Netzwerks kollagener Faserbündel. Ursächlich für deren Abbau sind Matrixmetalloproteinasen (MMP). MMP stellen eine Gruppe von mindestens 14 degradativen Enzymen mit breiter Substratspezifität dar. Sie können native und denaturierte Kollagenfasern, elastische Fasern, Proteoglycane, Fibronektin und andere Strukturbestandteile der Dermis abbauen. Die Expression von MMP wird durch UV-Licht deutlich gesteigert. Erhöhte Enzymaktivitäten gehen besonders mit einem Abbau von Typ-I-Kollagen einher. Die morphologisch nachweisbaren Veränderungen ergeben sich oftmals auch aus dem Zusammenwirken der intrinsischen und der extrinsischen Hautalterung.

Wesentliche Merkmale der intrinsischen Alterung sind eine allgemeine Funktionseinbusse und Verminderung der Syntheseleistung und Reparaturkapazität. So ist die Kollagensynthese im Alter deutlich verringert, die Wundheilung dadurch verzögert und ein vollständiger Ersatz der verstärkt abgebauten Kollagenfasern nicht mehr möglich. Die alternde Haut wird weiter belastet durch das vermehrte Auftreten freier Sauerstoffradikale und anderer Mediatoren des so genannten oxidativen Stresses, dem eine verminderte antioxidative Abwehrleistung entgegensteht. Oxidativer Stress schädigt nicht nur die Lipidschicht der Zellmembran vor allem der Mitochondrien, sondern auch Bestandteile des Bindegewebes, besonders Kollagen. Auch UV-Strahlung erzeugt reaktive Sauerstoffspezies, die zu Schäden an mitochondrialer und zellulärer DNA führen. Beide Vorgänge des extrinsic und intrinsic Ageing sind also komplexe Prozesse, deren Abläufe zu dem bekannten Bild der Altershaut führen.

Mögliche Einteilung von Hautalterung und deren Therapie

Gruppe I
Gruppe II
Gruppe III
Gruppe IV
bis 40 Jahre
41-50 Jahre
51-60 Jahre
ab 60 Jahre
Mimikfalten, wenig Lentigines solares Mimikfalten, Lentigines solares, Teleangiektasien, wenig ausgeprägte Falten Lentigines solares, Teleangiektasien, ausgeprägte Falten, Atonie, Elastizitäts-verlust Lentigines solares Lichtschwiele, Teleangiektasien, tiefe ausgeprägte Falten, Atonie, Elastizitätsverlust
Reparative dermatochirurgische Eingriffe
Gewebeaugmentation
Chemisches Peeling
Invasive Verfahren
Reparative dermatokosmetische Wirkstoffe
Argiriline/Adenoxin
AHA/Retinol
Peptide/Isoflavone
UV-Lichtschutz, Antioxidanzien

Strategien gegen die Hautalterung

Den Prozess der Hautalterung zu bremsen und seine sichtbaren Zeichen zu mindern oder zu beseitigen, ist Ziel aller Anti-Ageing-Strategien für das Hautorgan. Dies kann durch eine Reihe unterschiedlicher Verfahren erreicht werden. Sie greifen unterschiedlich stark in die Integrität des Hautorgans ein, haben demnach auch verschieden ausgeprägte Wirkungen und Nebenwirkungen.

Medizinische Massnahmen

Für eine Behandlung von Alterserscheinungen gibt es eine Reihe von medizinischen Behandlungsformen, die vom operativen Liften bis zu Faltenunterspritzungen reichen. Invasive Verfahren traumatisieren die Haut kontrolliert und setzen so eine Wundheilung in Gang, die zur Hautregeneration mit Beseitigung oder zumindest Reduzierung der alterungsbedingten Veränderungen führt. Grundsätzlich ist allerdings zu berücksichtigen, dass die angestossene Wundheilung auf die hauteigenen Reparaturmechanismen zurückgreifen muss, die im Rahmen des Alterungsprozesses einen Teil ihrer vollen Leistungsfähigkeit einbüssen. Dadurch wird ein Ersatzgewebe gebildet, das per se eine verminderte Funktionsfähigkeit besitzt. Wesentliche invasive Verfahren sind das Chemical Peeling und die Laserablation der Haut:

  • Für oberflächliche Peelings werden meist Fruchtsäuren (alpha-Hydroxysäuren) verwendet. Behandelt werden sehr oberflächliche Fältchen, Hyperkeratosen und Pigmentstörungen wie Lentigines und Hyperpigmentierungen. Diese auch „lunch time procedures " genannten Eingriffe haben in der Regel nur leichte irritative Wirkungen mit vorübergehender Barriereschädigung.
  • Mitteltiefe Peels werden meist mit Trichloressigsäure mit einer Wirkung bis ins Stratum reticulare durchgeführt. Hierbei sind Lichtschäden, Pigmentveränderungen, flache Aknenarben und Falten behandelbar. Durch die tieferreichende Gewebsdestruktion können auch Narben als unerwünschte Wirkung entstehen.
  • Tiefe Peels stellen einen nachhaltig invasiven Eingriff dar und sind wegen ihrer Risiken nur von erfahrenen Ärzten zu verwenden.
  • Zur Gewebsabtragung beim Resurfacing verwendete CO2-Laser führen zu einer Abtragung der obersten Hautschichten. Eine Schädigung ist jedoch unvermeidlich, wenn unterhalb dieser Schichten das so genannte „Collagen shrinking" erreicht werden soll, das als wesentlicher Bestandteil der CO2-Laserbehandlung neben der Regeneration im Rahmen der Wundheilung zur Straffung und Faltenglättung beitragen soll.
  • Weniger invasiv ist eine oberflächliche Abtragung mit dem Erbium-YAG-Laser, der allerdings nicht über die Tiefenwirkung des CO2-Lasers verfügt und nur zur Glättung oberflächlicher Falten verwendet werden kann.

Alle invasiven Verfahren stellen ein ungezieltes Trauma der Haut dar und bedingen einen allgemeinen Wundheilungsvorgang. Die zunehmende Detailkenntnis des Bindegewebsstoffwechsels macht es aber heute zumindest bei mässig gradig gealterter Haut möglich, auf derartige Globalstrategien zugunsten gezielterer Interventionen zu verzichten. Faltenunterspritzungen mit Kollagen, Eigenfett, Hyaluronsäure oder synthetischen Materialien füllen Falten für eine gewisse Zeit auf und müssen dann nachgespritzt werden. Unverträglichkeitsreaktionen wie Schwellungen, allergische Reaktionen oder Knotenbildung und Ungleichmässigkeiten sind möglich. Daher sollte die Behandlung von einem erfahrenen Arzt durchgeführt werden.

Botulinumtoxin, das Gift des Bakteriums Clostridium botulinum, ist das stärkste bekannte Gift, zumindest bezogen auf sein Molekulargewicht. Extrem stark verdünnt kann es allerdings auch sehr wirkungsvoll in der Dermatologie eingesetzt werden. Der Wirkmechanismus von Botulinumtoxin besteht in der Hemmung des Botenstoffes Acetylcholin, der das Signal vom Nerv zur Muskelzelle vermittelt. Daraufhin wird der betroffene Muskel gelähmt. Dieser Effekt kann, je nach Dosis und Lokalisation, über Wochen und Monate andauern. Wichtig für eine erfolgreiche Behandlung ist die genaue Platzierung der Einstichstellen und die richtige Verdünnung. Wird ungenau gearbeitet oder zu viel des Toxins gespritzt, so können sich hängende Augenlider, starre Mimik oder asymmetrische Gesichtszüge ergeben.

Kosmetische Alternativen

Mit kosmetischen Mitteln konnten bisher überwiegend oberflächliche Effekte durch Zufuhr von Feuchtigkeit und Hydratation der Hornzellen erzielt werden. Mit besserem Verstehen der biochemischen Prozesse der Hautalterung stehen heute wirksame Stoffe im Kampf gegen das Altern zur Verfügung.

Feuchtigkeitsspender

Durch lipidreiche Emulsionen kann der Feuchtigkeitsverlust eingedämmt werden und das Glättegefühl der Haut erzielt werden. Feuchtigkeitsspender führen der Haut Feuchtigkeit zu und lassen das Keratin der Hornschicht quellen. Dadurch wird das Oberflächenprofil der Haut geglättet und Trockenfältchen verschwinden, solange die Hydratationswirkung anhält. Insbesondere Glyzerin kann Wasser effektiv in der Haut über mehrere Stunden binden. Sowohl Lipide wie auch Feuchtigkeitsspender verringern den transepidermalen Wasserverlust und stärken so die Barrierefunktion der Haut.

Wirkstoffe

Niacinamid

Niacinamid ist auch als Vitamin B3 bekannt und als Nicotinamid Adenin Dinucleotid (NAD) oder Nicotinamid Adenin Dinucleotid Phosphat (NADP) beziehungsweise deren reduzierte Formen NADH und NADPH ein Cofaktor bei einer Vielzahl von Stoffwechselprozessen. Entsprechend kann Niacinamid zahlreiche Funktionen der Haut beeinflussen. In älteren Zellen sind die NADPH-Spiegel deutlich erniedrigt, sie können aber durch exogene Zufuhr von Niacinamid erhöht werden. Eine topische Behandlung der Haut mit Niacinamid verbessert die Synthese wesentlicher Bestandteile der Hautbarriere und vermindert so den transepidermalen Wasserverlust und die Widerstandsfähigkeit der Haut gegenüber in entsprechenden Tests verwendeten schädigenden Wirkstoffen wie Natriumlaurylsulfat. Niacinamid steigert die Synthese von Ceramiden, freien Fettsäuren und Cholesterin. Auch Glucosylceramid und Sphingomyelin werden vermehrt synthetisiert. Dadurch wird eine gezielte Verbesserung der für den transepidermalen Wasserverlust wesentlichen Barrierefunktion der Haut ermöglicht. Hingegen wird die in alternder Haut pathologisch gesteigerte Synthese von Glycosa-minglycanen auf einen normalen, für die Strukturerhaltung förderlichen Umfang reduziert. Niacinamid vermag daneben die bei lichtgeschädigter oder gealterter Haut zu beobachtenden Pigmentunregelmässigkeiten zu beseitigen. Klinische Doppelblind-Studien belegen eine deutliche Verbesserung der Hauttextur, Hautrötung und Pigmentverschiebung.

Vitamin A

Vitamin-A-Säure und ihr metabolischer Vorläufer Vitamin A (Retinol, all-trans Retinol) werden ebenfalls häufiger topisch eingesetzt. Vitamin-A-Säure ist allerdings in kosmetischen Mitteln nicht zugelassen und daher in der Verwendung auf den medizinischen Sektor beschränkt. Das in Kosmetika verwendete Retinol und ihre Ester werden auf der Haut enzymatisch in die eigentliche Wirksubstanz Retinsäure umgewandelt. Die Wirkung von Retinoiden auf die Regeneration lichtgeschädigter Haut und die positive Wirkung auf die Hautfunktionen sind durch zahlreiche klinische Studien belegt. Diese Studien zeigen aber auch, dass eine topische Anwendung von Retinoiden in wirksamen Konzentrationen mit Hautirritationen bei den meisten behandelten Patienten verbunden war.

Weitere Vitamine in der Anti-Ageing-Hautpflege

  • Hautregenerierende Funktion haben auch Vitamin C (Ascorbinsäure) und Vitamin E (Tocopherol). Vitamin C und E wirken als Antioxidans und damit als Radikalfänger.
  • Vitamin E inhibiert über eine Hemmung der Aktivität der C-Proteinase auch die Genexpression der Kollagenase. Ferner schützt Vitamin E vor einer radikalbedingten Stimulierung der Glykosa-minglykansynthese.
  • Ascorbinsäure wird zur Kollagensynthese benötigt, fördert die Vernetzung der Kollagenfasern und trägt dadurch zur Festigung und Straffung des Bindegewebes bei. Allerdings hat Ascorbinsäure in höheren Konzentrationen eine negative Wirkung auf die Hautbarriere.
  • Panthenol als Provitamin B5 penetriert gut in die Haut, wo es in das eigentliche Vitamin Panthothensäure umgewandelt wird. Panthenol trägt zur Verbesserung der Hautfeuchtigkeit bei.

Palmitoyl-Pentapeptide:

Die Prokollagensynthese ist in licht- und chronologisch gealterter Haut wesentlich beeinträchtigt. Die Prokollagen-, Gen- und Proteinexpression ist vor allem im oberen Drittel der Dermis reduziert. Dies entspricht in etwa der Eindringtiefe der UV-Strahlung. Allerdings unterscheiden sich die Anzahl der in-vitro kultivierbaren Fibroblasten und deren Synthesekapazität in Gewebsproben aus lichtexponierter und lichtgeschützter Haut nicht wesentlich. Daher wird die Prokollagensynthese eher durch Faktoren innerhalb des dermalen Milieus gehemmt als durch Veränderungen der Fibroblasten selbst. In-vitro vermag von Matrix-Metalloproteinasen (MMP) partiell degradiertes Typ-I-Kollagen die Prokollagensynthese zu hemmen. Die in lichtgeschädigter Haut deutlich erhöhten Kollagenabbauprodukte üben in-vivo diese Hemmung aus. Eine negative Wirkung auf die Kollagensynthese kommt allerdings nur durch relativ grosse Bruchstücke zustande, während kleine Fragmente die Synthese nicht hemmen, sondern diese Hemmung sogar wieder aufheben können. Ein ähnlicher Mechanismus wird auch für chronologisch gealterte Haut postuliert. Eine genauere Untersuchung der regulierenden Wirkung kleinerer Fragmente des Propeptides Prokollagen, das extrazellulär bei der Bildung von Kollagen abgespalten wird, hat gezeigt, dass auch diese Fragmente die Synthese beeinflussen. Wie bereits dargestellt, vermag vor allem das Pentapeptid KTTKS die extrazelluläre Matrixproduktion besonders von Typ-I-Kollagen, Typ-Ill-Kollagen und Fibronektin deutlich zu steigern. Das KTTKS-Pentapeptid stellt somit ein biologisch aktives Peptid dar, das wie zahlreiche andere solcher Peptide aus einem grösseren Vorläufermolekül abgespalten wird. Um ein solches Peptid für die Steigerung der Kollagensynthese nutzbar zu machen, muss seine Penetration durch die Lipidbarriere der Haut ermöglicht werden. Dazu wird eine Palmitoylseitenkette angefügt. Untersuchungen zur Penetrationsfähigkeit der so modifizierten Wirksubstanz zeigen eine rasche Diffusion in die obere Dermis ohne wesentliche transkutane Penetration, das heisst, es ist möglich den Wirkstoff gezielt an den gewünschten Wirkort zu bringen, an dem er dann verbleibt, ohne dass eine Aufnahme in die Zirkulation erfolgt. In-vitro-Studien an humanen Voll-hautbiopsien zeigen, dass bereits durch Zugabe des Palmitoyl-KTTKS-Peptides in einer Konzentration von 4 ppm eine Steigerung der durch 3H-Pro-lin-Einbau gemessenen Kollagensynthese erfolgt.

   

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