Haut

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Haut (Begriffsklärung) aufgeführt.
Nahaufnahme menschlicher Haut (Felderhaut)
Flächenaufnahme menschlicher Haut

Die Haut (gr. derma; lat. cutis) ist funktionell das vielseitigste Organ des menschlichen oder tierischen Organismus. Die Haut dient der Abgrenzung von Innen und Außen (Hüllorgan), dem Schutz vor Umwelteinflüssen, der Repräsentation, Kommunikation und Wahrung der Homöostase (inneres Gleichgewicht). Außerdem übernimmt die Haut wichtige Funktionen im Bereich des Stoffwechsels und der Immunologie und verfügt über vielfältige Anpassungsmechanismen.

Aufbau der Haut

Aufbau der menschlichen Haut mit Hautanhangsgebilden

Die äußere Haut gliedert sich in drei wesentliche Schichten: Epidermis (Oberhaut), Dermis (Lederhaut, lat. Corium) und Subcutis (Unterhaut).

Epidermis und Dermis bilden zusammen die Cutis (oder Kutis).

Epidermis (Oberhaut)

Die Epidermis gehört zu den Epithelgeweben. Es handelt sich um ein mehrschichtiges verhornendes Plattenepithel, das üblicherweise zwischen 0,03 und 0,05 Millimeter dick ist. An den Handinnenflächen und den Fußsohlen ist die Hornschicht bis zu mehrere Millimeter dick und wird umgangssprachlich „Hornhaut“ genannt (siehe auch Hornschwiele).

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 (Lederhaut, Corium)

Aufbau der menschlichen Haut mit Beschriftung

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 (oder Subkutis) 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 Hautanhangsgebilden gehören Haare mit ihren Talgdrüsen und dem Haarbalgmuskel (Musculus arrector pili), Nägel, Hörner und Schweißdrüsen; letztere werden in ekkrine und apokrine Schweißdrüsen unterteilt. Auch die Milchdrüse ist 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.

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.

Felderhaut bedeckt die übrigen Hautbereiche. 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 0,1 mm dick. Am dünnsten ist sie im Bereich des Auges und der Geschlechtsorgane.

Funktionen der Haut

Die Haut schützt unter anderem vor Wärmeverlust und äußeren Einflüssen und dient der Aufnahme von Sinnesreizen.

Funktionen von Bestandteilen der Haut

Die einzelnen Bestandteile der Haut erfüllen spezialisierte Funktionen.

Hautanhänge und Schichten:

Weitere Bestandteile:

  • Schweißdrüsen: Produktion von Schweiß, Schutz vor Überhitzung durch Verdunstung
  • Talgdrüsen: Produktion von Talg (Fett)
  • Haarbalgmuskel: Aufrichten der Vellushaare
  • Melanozyten: Schutz der genetischen Information im Zellkern vor UV-Strahlung
  • Blutgefäße: Temperaturregulation und Versorgung der Hautzellen mit Nährstoffen und Sauerstoff

Sinnesrezeptoren:

Die Haut als Grenzorgan

Die Haut schützt den Organismus vor dem Eindringen von Krankheitserregern und gasförmigen, flüssigen oder festen Fremdsubstanzen im weitesten Sinn, vor mechanischen Verletzungen, Strahlenschäden, aber auch vor Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Proteinverlusten, die bei schweren Verbrennungen lebensbedrohliche Ausmaße annehmen. Besiedelt wird sie von Bakterien und Pilzen aber auch kleinen Insekten, der sogenannten residenten Hautflora. Als antigenpräsentierende Zellen fungieren in der Haut die Langerhanszellen.

Hautsubstanz geht durch Abschilferung/Schuppung, mechanische Abnutzung sowie chemische Korrosion - etwa durch starke Laugen - oberflächlich verloren und wird durch Nachwachsen and der Untergrenze der Oberhaut neu gebildet. Ist die Oberhaut weitgehend abgenutzt, werden die Nervenzellen in der Haut extrem empfindsam. Bei dauerhaft mässiger Beanspruchung wird die Hornhaut durch lokale Schwielenbildung verstärkt. Wird die Haut lokal verletzt, versucht der Körper durch Fibrin die Wunde zu verkleben. Krusten auf der Haut trocknen ein, ziehen sich und damit die Wundränder zusammen. Durch übermässige Dehnung durch Körperfetteinlagerung oder Schwangerschaft kann Bindegewebe unter der Haut wiederholt quer zur Dehnungrichtung reissen, was nach Verringern des Körpervolumens als Schwangerschaftsstreifen sichtbar bleiben kann.

Stoffaustausch

Über die Körperoberfläche werden in unterschiedlichem Maße bei verschiedenen Tieren Stoffe aus der Umgebung aufgenommen und abgegeben. Diese können gasförmig, flüssig oder fest (in wässrigem Medium gelöst) sein. Der Stoffaustausch kann aktiv (unter Energieaufwand) oder passiv (in Richtung eines osmotischen Gefälles) verlaufen.

Bei den Gasen kann es sich um die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlendioxid (Hautatmung) handeln, aber auch um Stickstoff und Inertgase. Wasser kann aufgenommen oder abgegeben werden zur Wasserregulation und als Transportmedium für gelöste gasförmigen oder feste Stoffe dienen. Gelöste Stoffe können Salze sein (Aufnahme oder Abgabe), Nahrungsstoffe (viele Endoparasiten ernähren sich ausschließlich so), Ausscheidungsprodukte, aber auch toxische Stoffe aus der Umwelt (wie bei organischen Bleiverbindungen).

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 in geringerem Maße der Behaarung wird Wärme zurückgehalten. Bei Kälte werden die Haut und das Unterhautfettgewebe nur noch gering durchblutet; 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.

Schutz vor UV-Strahlung

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 Anteil der UV-Strahlung absorbiert oder reflektiert, ist der unbekleidete Mensch weitgehend ungeschützt.
  • Die Hornschicht (stratum corneum) der menschlichen Haut absorbiert und reflektiert normalerweise etwa 10 % der UVB- und die Hälfte der UVA-Strahlung. Auf beständige erhöhte UV-Belastung reagiert die Haut zunächst mit einer Verdickung der Hornschicht. Als „Lichtschwiele“ ist diese besonders stark nach Sonnenbränden ausgebildet.[1]
  • Der Schutz der Haut durch Pigmentierung beruht auf der physikalischen Absorption von UV-Strahlen durch Pigmente. Viele Tiere besitzen eine Pigmentierung der Haut. Die veränderliche Pigmentierung der menschlichen Haut stellt im Tierreich jedoch eine einzigartige Anpassungs- und Schutzmöglichkeit gegen UV-Strahlung dar. Es gibt kaum Tiere, deren Haut in der Lage ist, die Pigmentierung so stark zu verändern wie der Mensch.[1]
    • Als so genannte „Sofortbräunung“ (englisch 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; sie 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 Hauttyps 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 UVA-Strahlung absorbierende Urocaninsäure.

Die ersten Hominiden hatten möglicherweise eine nur schwach pigmentierte Haut, die von dunklen Haaren bedeckt war, ähnlich wie bei heutigen Schimpansen. Relativ bald in der Hominidenevolution dürfte sich eine nackte, dunkel pigmentierte Haut entwickelt haben, die als UV-Schutz diente. Mit der Ausbreitung in den sonnenärmeren Norden konnte sich die Pigmentierung verringern, vermutlich um besser Vitamin D generieren zu können. Insbesondere während der Schwangerschaft und während des Stillens könnten sich hieraus Überlebensvorteile ergeben haben.[2]

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 und damit zur Oberflächensensibilität ist die Haut mit unterschiedlichen Typen von Rezeptoren ausgestattet:

Die psychogalvanische Hautreaktion gibt Rückschlüsse auf emotionale Vorgänge.

Siehe auch: Lügendetektor
Siehe auch: Erröten und Erythrophobie
Siehe auch: Streicheln und Erotik

Die Haut als Stammzellreservoir

Die Haut enthält adulte Stammzellen die durch vier zusätzlich durch Retroviren eingeschleuste Gene in pluripotente Stammzellen umgewandelt werden können. Damit könnte die Haut als Quelle für Therapien der regenerativen Medizin dienen.[3][4]

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 UV-Bestrahlung im Solarium, Tätowierungen, die Skarifizierung, Brandnarben oder die Körperbemalung. Außerdem ist die Haut Träger aller Arten von Körperschmuck.

Sonstiges

Aus Amerika wird historisch das kriegerische Ritual des Skalpierens, als Abziehen der Kopfhaut samt darunterliegender Schwarte, berichtet.

Die Verwendung von menschlicher gegerbter Haut – etwa von Hingerichteten – als Material für Bucheinbände ist im 19. Jahrhundert nicht unüblich gewesen.[5][6]

Die Haut von Tieren

Kinder betrachten die Haut eines Krokodils

Bei Säugetieren

Die Haut ist überwiegend von Fell bedeckt und kann daher relativ dünn sein. Bei den meisten Hunderassen ist sie fast weiß.

In der leicht rosafarbigen Haut des Hausschweins sitzen wenige doch im Vergleich zu anderen Fellhaaren dicke Borsten. Die von ihnen gebildeten Poren sind charakteristisches Merkmal von Schweinsleder.

Haut von Eisbären ist an der Schnauze und unter dem Fell sehr dunkel bis schwarz. Im Zusammenspiel mit den weißen Haaren gelingt es, Sonnenstrahlung thermisch gut zu absorbieren und Verluste an die Umgebungsluft durch Wind und Konvektion gering zu halten.

Am Kopf und Gesäß der Affenart Mandrill treten arttypisch hellblaue und rote Hauttöne auf.

Die Haut der Wale, insbesondere den schnellschwimenden Delfinen, weist ein feines Relief auf, das zusammen mit der Wirbeldämpfung durch die Verformung darunterliegenden Fetts und vermuteter Muskelreaktion in der Haut den Strömungswiderstand herabsetzt und so schnelleres Schwimmen ermöglicht.

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 Haut von Amphibien zeigt eine hohe Farbenvielfalt. Manche Arten, wie der einheimische Laubfrosch, besitzen sogar die Fähigkeit zum Farbwechsel ähnlich wie Chamäleons. 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 glatte Haut hat einen geringeren Strömungswiderstand und ermöglicht so schnelleres Schwimmen.
  • Bei vielen Amphibien, vor allem bei Fröschen, wird die Haut mit einer glitschigen Schleimschicht befeuchtet, die die Flucht vor Feinden unterstützt.
  • Die Hautdrüsen der Amphibien sind in der Lage, Hautgifte abzusondern; diese stellen einen wirksamen Fraßschutz dar. Vor allem schützen sie die feuchte Haut vor Pilz- und Bakterieninfektion – selbst für die extrem starken Gifte der Pfeilgiftfröschen soll dies der Hauptgrund sein.

Nachteile sind:

  • Die dünne Haut ist leichter verletzbar.
  • Erhöhte Austrocknungsgefahr bei warmem Sonnenschein durch die Hautfeuchtigkeit der meisten Amphibien. Das führt zu ihrer verstärkten Nachtaktivität.
  • Die Wasseraufnahmefähigkeit dünner Haut erleichtert auch die Aufnahme von Giften. Auf Äckern eingesetzte Spritzmittel, Kunstdünger, aber auch Jauche und saurer Regen führen während der Laichwanderung rasch zum Tod.

Fischhaut und umgebendes Wasser

In Süßwasser befindliche Fische, weil ihr Gewebe ja Salz gelöst enthält, nehmen beständig durch ihre semipermeable Haut über Osmose Wasser auf, das sie über Organe wieder ausscheiden müssen, um ihren Salzgehalt im Körper zu stabilisieren und nicht an osmotischem Überdruck zu leiden. Umgekehrt verlieren Fische im stärker salzigen Meerwasser laufend die beweglicheren Wassermoleküle durch denselben Prozess. Diese Fische müssen unter Energieaufwand Süßwasser gewinnen und Salz aktiv ausscheiden. Lachse leben abwechselnd und längere Zeit in Süß- und Salzwasser, diese benötigen daher beide Organfähigkeiten.

Menschen ergeht es im Prinzip gleich, bei langem Aufenthalt in Wasser reduziert jedoch häufig ein Neopren- oder Trockentauchanzug die Kontaktfläche zum Umgebungswasser.

Hautkrankheiten und Hautpflege

Es gibt zahlreiche Hautkrankheiten, die auf einer direkten Schädigung der Haut beruhen, aber auch solche, die durch andere Organ- oder Allgemeinerkrankungen entstehen. Hautveränderungen bezeichnet man in der Dermatologie – dem medizinischen Fachgebiet der Hautkrankheiten – als Effloreszenzen.

Die menschliche Haut verträgt den pH-Wert von 5,5 am besten, siehe auch Hautpflege.

Zwei der drei Transportwege durch das Stratum corneum[7]

Bei der äußerlichen Behandlung der Haut müssen die Wirkstoffe die tote Hornhaut (das Stratum corneum) überwinden, damit sie in die lebenden unteren Hautschichten vordringen können. Es gibt drei verschiedene Transportwege durch die Hornhaut:

  • Der Diffusionsweg über Drüsenöffnungen und Haarfollikel. Neuere Studien schreiben diesem Weg im Zusammenhang mit Nanopartikeln sowie einigen mittelgroßen und sehr großen Molekülen eine wesentliche Bedeutung zu, obwohl der Flächenanteil dieser Hautanhangsgebilde zur Gesamtfläche der Haut relativ klein ist.[8][9]
  • Der transzelluläre Transportweg durch die Korneozyten. Diesem Weg wird aufgrund der dichten Molekularstruktur in den Korneozyten keine tragende Rolle beigemessen.[10]
  • Der interzelluläre Weg durch die Lipidmatrix zwischen den Korneozyten gilt als der wichtigste Transportweg für kleine Moleküle mit lipophilem Charakter.[11]

Siehe auch

Literatur

Weblinks

 Commons: Haut – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Haut – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wikiquote: Haut – Zitate

Einzelnachweise

  1. a b c Peter Fritsch: Dermatologie und Venerologie. 2. Auflage. Springer Verlag, 2004, ISBN 3-540-00332-0.
  2.  Nina G. Jablonski; George Chaplin: The evolution of human skin coloration. In: Journal of Human Evolution. 39, Nr. 1, Juli 2000, S. 57–106, doi:10.1006/jhev.2000.0403 (PDF).
  3. Stammzellforschung: Pluripotente Stammzellen aus der Haut Spektrum.de, 20. November 2007
  4. Gentechnik-Erfolg: Forscher programmieren Haut- zu Stammzellen um Spiegel Online, 20. November 2007
  5. http://orf.at/stories/2233222/ In Menschenhaut eingebundenes Buch entdeckt, ORF.at vom 7. Juni 2014, abgerufen am 10. Juni 2014
  6. http://www.nzz.ch/aktuell/feuilleton/uebersicht/was-bibliotheken-lieber-verschweigen-1.3556164 Robert Jütte: Was Bibliotheken lieber verschweigen – Es gibt Bucheinbände aus Menschenhaut. NZZ.ch vom 14. September 2009, abgerufen am 10. Juni 2014
  7. A. Kästner: Quarzkristall-Untersuchungen zum Sorptionsverhalten biologischer Membranen. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2010; nach einer Abbildung von L. Landmann: Pharmazie in unserer Zeit. VHC Verlag, Weinheim 1991, 4: 155–163 und B. Barry: Mode of action of penetration enhancers in human skin, J Control Release 1987; 6: 85–97.
  8. B. Illel, H. Schaefer, J. Wepierre,O. Doucet: Follicles play an important role in percutaneous absorption. In: J Pharm Sci. 80: 424–427 (1991)
  9. Y. Grams, J. Bouwstra: Penetration and distribution of three lipophilic probes in vitro in human skin focusing on the hair follicle. In: J Control Release, 83: 253–262 (2002).
  10. P. Elias: Epidermal lipids, membranes, and keratinization. Int J Dermatol 20, 1–19 (1981); B. Barry: Mode of action of penetration enhancers in human skin. In: J Control Release, 6: 85–97 (1987)
  11. O. Simonetti, A. Hoogstraate et al.: Visualization of diffusion pathways across the stratum corneum of native and in-vitro-reconstructed epidermis by confocal laser scanning microscopy. In: Arch Dermatol Res. 287: 465–473 (1995)