Hautzelle

Nahaufnahme menschlicher Haut (Felderhaut)

Die Haut (lat. cutis) ist flächenmäßig (jedoch nicht nach der realen Oberfläche; Darm bis 450 m²) das größte (je nach Körperumfang und Körpergröße 1,5 bis 2 m²), das schwerste (bis zu 10 kg) und funktionell das vielseitigste Organ des menschlichen oder tierischen Organismus. Sie 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 Haut verträgt den pH-Wert von 5,5 am besten.

Aufbau der Haut

Aufbau der menschlichen Haut mit Hautanhangsgebilden

Die äußere Haut gliedert sich prinzipiell in drei Hauptschichten:

• Oberhaut (Epidermis)
• Lederhaut (Dermis oder Corium)
• Unterhaut (Subcutis)

Lederhaut und Oberhaut bilden zusammen die Cutis.

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

Optische Kohärenztomografie der Fingerspitze (Leistenhaut) in vivo mit Schweißdrüsenausgängen

Zu den sog. Hautanhangsgebilden der Haut 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 übrigen Hautbereiche sind von der Felderhaut bedeckt. 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 und Sonnenstrahlen
• Hornschicht: Schutz vor Verletzungen und Austrocknung
• Keimschicht: Nachbilden von Hautzellen
• Melanocyten: 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 bzw. gasförmigen, flüssigen oder festen Fremdsubstanzen im weitesten Sinn, mechanischen Verletzungen, Strahlenschäden, aber auch vor Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Proteinverlusten, die bei schweren Verbrennungen der Haut lebensbedrohliche Ausmaße annehmen. Besiedelt wird sie von Bakterien und Pilzen, der sogenannten residenten Hautflora. Als antigenpräsentierende Zellen fungieren in der Haut die Langerhanszellen.

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 Prozentsatz des UV absorbiert und reflektiert, ist der (unbekleidete) Mensch weitgehend ungeschützt.
• Die Hornschicht (stratum corneum) absorbiert und reflektiert normalerweise ca. 10 % der UVB- und ca. 50 % der UVA- Strahlung, diese Zahlen gelten für die menschliche Haut. Auf Erhöhung der UV- Belastung reagiert die Haut mit einer Verdickung der Hornschicht; besonders stark ist diese nach Sonnenbränden ausgebildet („Lichtschwiele“) ^[1].
• Der Schutz der Haut durch Pigmentierung basiert auf der physikalischen Absorption von UV durch Farbstoffe (Pigmente). Viele Tiere besitzen eine Pigmentierung der Haut. Die veränderliche Pigmentierung der menschlichen Haut stellt im Tierreich jedoch (bislang) eine einzigartige Anpassungs- und Schutzmöglichkeit gegen UV-Strahlung dar. Es gibt kaum Tiere, deren Haut in der Lage ist, die Pigmentierung in einem solchen Maß zu verändern, wie dies beim Menschen möglich ist ^[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, und 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 Urocaninsäure, welche einen Teil der UVA-Strahlung absorbiert oder reflektiert.

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 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 Sinushaar).

Die psychogalvanische Hautreaktion gibt Rückschlüsse auf emotionale Vorgänge (siehe auch Lügendetektor).

Siehe auch: Erröten und Erythrophobie, Zärtlichkeit, Streicheln, Erotik, Mechanorezeptor, Taktile Wahrnehmung, Sensibilität

Die Haut als Stammzellreservoir

Die Haut enthält adulte Stammzellen, die sich nach den neuesten Erkenntnissen in alle anderen Organgewebe (alle drei Keimblätter des menschlichen Organismus) weiterentwickeln können (pluripotente Stammzellen). Damit könnte die Haut als Quelle für Therapien der regenerativen Medizin dienen.

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 Träger 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 Farbigkeit der Haut zeigt bei Amphibien eine hohe Farbenvielfalt. Manche Arten, wie der einheimische Laubfrosch ähnlich wie Chamäleons, besitzen sogar die Fähigkeit zum Farbwechsel. 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 nackte, glatte Haut ermöglicht ein schnelleres Schwimmen (geringer Strömungswiderstand).
• Bei vielen Amphibien, vor allem bei Fröschen wird die Haut mit einer glitschigen Schleimschicht befeuchtet; dies stellt ein wirksames Mittel zur Flucht vor Feinden dar und ermöglicht die Hautatmung.
• Die Hautdrüsen der Amphibien sind auch in der Lage Hautgifte abzusondern, die gegenüber zahlreichen Tieren einen wirksamen Fraßschutz bewirken. Die Hautgifte schützen zudem die feuchte Haut vor Infektionen mit allgegenwärtigen Pilzen oder Bakterien. Dies soll selbst bei den extrem giftigen Pfeilgiftfröschen der Hauptgrund für die Ausbildung von Giften sein. Bei in Deutschland einheimischen Amphibien kann das Gift die Haut des Menschen jedoch nicht durchdringen. (Hinweis: Nach Berühren von Kröten oder Fröschen mit den Fingern nicht die Augen ausreiben, da dies bei den dünnen Bindehäuten des Auges leicht zu Reizungen und brennenden Schmerzen führt).

Nachteile sind:

• Die Verletzbarkeit der dünnen Haut ist relativ hoch.
• Erhöhte permanente Austrocknungsgefahr bei warmem Sonnenschein durch die dünne, feuchte Haut bei den meisten Amphibien. Daraus resultiert die verstärkte Nachtaktivität vieler Amphibien.
• Durch die dünne Haut und deren Wasseraufnahmefähigkeit ergibt sich eine existenzielle Gefahr der Giftaufnahme durch die Haut. Auf Äckern eingesetzte Spritzmittel, Kunstdünger, aber auch Jauche sowie saurer Regen führen während der Laichwanderung rasch zum Tod.

Siehe auch

• Dermatologie
• Hautfeuchtigkeit
• Hautflora
• Hautkrankheit
• Balg

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} Peter Fritsch: „Dermatologie und Venerologie“, Springer Verlag, 2. Auflage 2004, ISBN 3-540-00332-0

Literatur

• Kardorff Bernd: Gesunde Haut − Lexikon von A bis Z. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2004, ISBN 3-540-20565-9.
• Deutschmann Gerhard: Die Haut und ihre Anhangsgebilde. Springer Wien 2005, ISBN 3-211-83670-5.
• Robert F. Schmidt, Gerhard Thews, Florian Lang (Hrsg.): Physiologie des Menschen. Springer, Berlin. 2000. 28. Auflage. ISBN 3-540-66733-4. Seiten: 649-671 (Temp.) bzw. 555f (Durchbl.), bzw. 235-243 (Schmerzrez.)

Weblinks

• elektronenmikroskopische Originalabbildungen (Dr. Jastrows EM-Atlas)
• wissenschaft.de: Ein bisschen Sonne pur tut gut Forscher empfehlen, für kurze Zeit auch ungeschützt in die Sonne zu gehen, um den Vitamin D-Spiegel zu erhöhen
• wissenschaft.de: Unerwarteter Artenreichtum auf der Haut Forscher entdecken bisher unbekannte Hautmikroben
• www.haut.de - Informationsportal zum Thema Haut und Körperpflege
• [1] Rezeptoren der Haut (engl.)
• Präventionskampagne Haut der gesetzlichen Kranken- und Unfallversicherung