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1583 Die Farbe der Haut - Physiologie Biologie 9 1 2350
Kurzbeschreibung
Beschreibung der Funktion und des Aufbaus der Haut, der Einfluss von Melanin auf die farbe der Haut; Überthema: Verschieden und doch gleich- die Rassen des Menschen
Inhalt des Referats
Schriftliche Ausarbeitung I. Die Haut- Aufbau und Funktion 1. Die Haut- Daten und Fakten Die Haut ist das größte Organ des Menschen: eine wasserdichte, feste, gepolsterte Schicht, die den Menschen vor äußeren Einwirkungen wie Hitze, Kälte, Sonne, Keimen, Giften und Strahlung schützt. Abhängig von der Körpergröße des einzelnen beträgt die Fläche der Haut durchschnittlich zwei Quadratmeter und wiegt dabei zwischen 3 und 10 kg. So macht sie etwa 16 % des Körpergewichts aus. Etwa zwei Milliarden Hautzellen und einige Millionen Nervenzellen sind im Einsatz. Trotzdem umschließt sie den Menschen nicht undurchdringlich, sie nimmt Wärme auf und gibt sie ab, transportiert Wasser und darin gelöste Körpersubstanzen, wie z. B. Salz nach außen, nimmt fettlösliche Stoffe auf und atmet. Die Haut ist auch das Sinnesorgan, über das wir unsere Umwelt ertasten, um uns in ihr zurechtzufinden. Die Hautdecke besteht aus drei Schichten. Sogenannte Hautanhangsgebilde, wie Haare, Nägel, Schweiß- und Talgdrüsen hängen eng mit der Haut und Ihrer Funktion zusammen. Alles zusammen prägt das genetisch bedingt einzigartige Erscheinungsbild des Menschen. Die Haut erfüllt als Sinnesorgan einige Aufgaben. Ein Überblick: · Schutzfunktion, Abschirmen des Körperinneren als mechanische und chemische Barriere · Temperaturregulation, z. B. durch Verengung oder Erweiterung der Blutgefäße · Regulierung des Wasserhaushaltes, z. B. durch Abgabe von Flüssigkeit und Salzen (Schwitzen) · Sinnesfunktion, z. B. Wahrnehmung von thermischen Reizen, Berührungen, Schmerzen · Immunfunktion, z. B. im Rahmen von Infektionserkrankungen und Allergien, die Hautoberfläche bietet ein keimfeindliches Milieu (trocken und sauer) · Kommunikation, z. B. durch Erröten oder Erblassen 2. Der Aufbau der Haut Um die Funktionen der Haut zu verstehen, ist es unerlässlich, zunächst ihren komplexen Aufbau zu verstehen. 2.1 Schichtenaufbau Die Vielfalt an Funktionen der Haut erfordert einen Aufbau in verschiedenen Schichten. Man unterscheidet die Oberhaut, die Lederhaut und das Unterhautfettgewebe. Unsere Haut besteht also aus drei Schichten. Von außen nach innen lassen sich die Oberhaut (Epidermis), die Lederhaut (Dermis) und die verhältnismäßig dicke Unterhaut (Subcutis) unterscheiden. 2.1.1 Epidermis (Oberhaut) Die äußere Hautschicht ist etwa 0,1 mm dick, an Fußsohlen oder anderen stark beanspruchten Stellen kann sie fünfmal so dick sein. Sie bildet ein Schutzschild, das durch Bindung von Wasser, also die Fettung nach außen, die Haut für schädigende Elemente schwerer zugänglich macht. Kommt es hier zu Verletzungen, so können von außen leichter Gifte oder Umweltsubstanzen in die Haut eindringen. Die Hautschicht regeneriert sich ständig. Einmal im Monat bildet sie sich vollständig neu. Die neuen Zellen werden in der untersten Zellschicht der Oberhaut, der Basalzellschicht, gebildet. Von dort wandern sie an die Zellen Oberfläche der Haut. Dabei verändern sie ihre Gestalt laufend. An der Oberfläche der Haut angekommen sind die Hautzellen verhornte Plättchen geworden, die langsam absterben. Doch bevor sie sich, kaum sichtbar, von der Haut lösen, bilden sie eine schützende Schicht aus ineinander verzahnten Hornplättchen für die Oberhaut. In der Basalzellschicht sind Melanozyten, Merkelzellen, Langerhanszellen und T-Lymphozyten eingelagert. Melanozyten: bilden das Pigment, welches für die Färbung der Haut verantwortlich ist. Merkelzellen: sind mit Nervenfasern verbunden und vermitteln einen Teil des Tastsinns. Langerhanszellen und T-Lymphozyten: gehören zum Immunsystem der Haut Ein weiterer Schutz für die Hautoberfläche ist eine dünne Wasser-Fett-Schicht, die von Schweiß- und Talgdrüsen produziert wird. Dieser Schutzfilm wirkt wasserabweisend, hält die Haut geschmeidig und schützt sie vor Pilzbefall und Bakterien. Durch zu häufiges Waschen und zu viel Seife wird dieser Schutzfilm jedoch zerstört (deshalb sollten Körperreinigungsprodukte ph-neutral sein). Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Oberhaut sind die Langerhans-Zellen. Sie sind Abwehrzellen des Immunsystems, und können eindringende gefährliche Fremdstoffe abtöten und das Immunsystem alarmieren. 2.1.2 Kutis (Lederhaut) Unter der Oberhaut befindet sich die sogenannte Lederhaut, auch Dermis oder Kutis genannt. Hier befinden sich Faserbündel, die durch ihre Ausrichtung in diverse Richtungen besonderen Halt und Verschiebbarkeit gewährleisten. In der Lederhaut oder Dermis befinden sich die Schweiß-, Duft- und Talgdrüsen, sowie die Blutgefässe. Die Lederhaut ist für das Aussehen der Haut verantwortlich, die Oberhaut passt sich nur den Strukturen der Lederhaut an (ein gutes Beispiel sind die Fingerabdrücke). Ein dreidimensionales Gerüst aus den Faserproteinen Elastin und Kollagen hält die Haut stabil und elastisch. Auch winzige Blutgefäße und das Lymphgefäßnetz durchziehen dieses Gerüst. Die Blutgefäße versorgen die Lederhaut und die Oberhaut mit Nährstoffen. Die beiden oberen Hautschichten sind durch kleine Zapfen miteinander verbunden. In diesen Zapfen befinden sich winzige Blutgefäßschlingen. Die unterste Schicht der Lederhaut besteht aus Kollagenen und elastischen Faserbündeln, welche für Festigkeit und Dehnbarkeit der Haut verantwortlich sind. Durch den Alterungsprozess löst sich das Kollagen-Gerüst langsam auf. Wir bekommen Falten. Durch UV-Strahlung bei Sonneneinwirkung wird das Kollagen-Gerüst der Lederhaut zerstört, der Alterungsprozess wird beschleunigt. Im schlimmsten Fall kann es zu Hautkrebs kommen. 2.1.3 Subkutis (Unterhaut) Unter der Lederhaut befindet sich die Subkutis, die eine Verschiebungs- und Verbindungsschicht zuwischen der eigentlichen Haut und der darrunterliegenden Muskulatur darstellt. Die Ausprägung der Subkutis hängt ab von Geschlecht, vom Alter, der Körperregion, hormonellen Faktoren, Ernährung und der Beanspruchung. Sie isoliert das Körperinnere gegen Umwelteinflüsse wie Hitze, Kälte, hat aber auch Speicherfunktionen im Fett- und Kohlehydratdrahtstoffwechsel. Egal wie dick oder dünn ein Mensch ist, in der Unterhaut befinden sich immer Fettzellen. Entsprechend der Ernährungsgewohnheiten sind in der Unterhaut viel oder wenig Fettzellen eingelagert. Die Subkutis besteht aus Fettgewebe, das als Wasserspeicher fungiert und vor Unterkühlung und Stößen schützt (ein Drittel der Flüssigkeit im menschlichen Körper befindet sich in der Unterhaut). 2.2 Gefäß- und Nervensystem, Pigmentbildung In der Kutis befinden sich die Gefäßgeflechte, die zur Versorgung der Haut mit Nährstoffen dienen. Hier werden Entzündungszellen in die Haut geführt, wie sie bei allergischen Reaktionen üblich sind. Das ebenfalls benachbarte Nervensystem mit seinen Nervenfasern ist insbesondere um den Haarfollikel anzutreffen. Die Haarfollikel sind nicht nur bei Tieren, sondern auch bei Menschen wichtig für die Sinneswahrnehmung. Die Haut vermittelt dem Gehirn Wärme- und Kältegefühl, Tastsinn, Schmerzsinn sowie Empfindung des Juckreizes. Die Farbe der Haut wird durch die in der Epidermis und Kutis befindlichen Pigmentbildner, die sogenannten Melanozyten, erzeugt. Die Melanozyten geben Pigmente an andere Zellen mit Hilfe ihrer Plasmaausläufer weiter, diese sogenannten Melanindepots machen die Hautfarbe aus. Der Dunkelhäutige unterscheidet sich vom Hellhäutigen durch die Zahl der feinen Melaninkörperchen in den Melanozyten. Substanzen wie Arsen, Röntgenstrahlen sowie entzündliche Prozesse, aber auch Stoffwechselerkrankungen und Hormone können eine verstärkte Pigmentierung durch Aktivierung des Melaninstoffwechsels hervorrufen. Kortison zum Beispiel und seine verwandten Substanzen bremsen die Ausschüttung von Melanozytenstimulierendem Hormon und so auch die Pigmentierung. Durch eine vermehrte Aktivität der Hirnanhangdrüse, wie z. B. bei einem Ausfall der Nebennierenrinde, führt es zu einer vermehrten Pigmentierung. Bestrahlung mit langwelligem UV-licht ruft schon nach Minuten eine Sofortpigmentierung hervor. Kurzwelliges UV-Licht führt hingegen zunächst zu einer Rötung der Haut, erst Tage später folgt die Bräunung, sie blasst dafür aber auch nur langsam über Wochen und Monate ab. Dieser Vorgang nennt sich Spätpigmentierung. II. Hautfarbe 1. Allgemeines über die Farbe der Haut Was uns in diesem Zusammenhang jedoch am meisten interessiert, ist die Frage nach der Bildung der Hautfarbe. Wie ist es begründet, dass jeder einzelne Mensch sich in seiner Hautfarbe von anderen unterscheidet, sowie Menschen unterschiedlicher Herkunft große Unterschiede in der Hautfarbe aufweisen? Wir haben herausgestellt, dass die Farbe der Haut eng mit dem Farbstoff Melanin zusammenhängt und durch diesen hervorgerufen wird. 1.1 Warum gibt es unterschiedliche Hautfarben? Melanine kommt aus dem griechischen von Melas = schwarz, düster. Es handelt sich um braune oder schwarze Pigmente (Farbstoffe) die beim Menschen nicht nur die Färbung der Haut, sondern auch die der Haare oder Augen bewirken. Sie kommen vor allem in Wirbeltieren und Insekten, als Farbstoff in der Tinte von Tintenfischen und sehr selten auch in Mikroorganismen und Pflanzen vor. Gebildet wird Melanin bei Wirbeltieren in der Haut und in der Netzhaut des Auges. Melanin tritt beim Menschen vor allem in zwei Varianten auf (eine braun/schwärzliche und eine hellere/gelbliche). Es gibt jedoch auch andersfarbige Varianten. Melanin bildet sich in der Haut vermehrt bei Sonneneinstrahlung und dient als Lichtschutz vor dem schädlichen Einfluss der UV-Strahlung. Der Anteil an Melanin ist genetisch bedingt. Durch genetische Veranlagung bzw. durch im Laufe der Zeit erworbene Schäden an der Erbsubstanz kann die Produktion des Melanins gestört sein. Ist die Produktion blockiert, so fehlen auch die Farbstoffe in Haut und Augen, wodurch sich eine sehr helle weiße Haut und rote Augen ergeben. Dieses Phänomen nennt man Albinismus. Tritt eine Überproduktion von Melanin auf, so treten vermehrt dunkle Flecken in der Haut auf, gut bekannt als Leberflecke, die auch in Krebs (sog. malignes Melanom) übergehen können. Haut kann nicht nur dunkel, sondern auch rötlich sein. Das hängt mit Blutgefäßen zusammen, die unter der Haut liegen. Da der Blutfluss variiert und somit erröten/ blass werden oder dauerhaft rötliches Erscheinen ermöglicht, gibt es keine wirklich rote Haut, wie sie oft für Indianer für typisch gehalten wurde (Rothäute). Das ist ein Irrtum und rührt von dem Brauch der Indianer her, sich mit roter, heiliger erde im Gesicht zu schmücken. Die Hautfarbe ist nicht überall am Körper gleich: Die Handflächen und Fußsohlen sind melaninfrei und deshalb heller und/oder rötlicher als die übrige Haut. Die Lippen sind wie die Schleimhäute von roter Farbe. Auch die Haut der Fingerkuppen, Knöchel, Ohren und der Nase ist oft etwas rötlicher, da hier mehr Blutgefäße dicht unter der Oberfläche liegen. Im Bereich der Brustwarzen ist die Haut durch einen erhöhten Melaninanteil dunkler. Man geht davon aus, dass die Hautfarbe einer Population eine evolutionäre Anpassung an die vorherrschende Sonneneinstrahlung ist. Dabei sind folgende Funktionen des Melanins bekannt. Zum einen wird die Haut durch das Melanin vor der Ultraviolettstrahlung der Sonne geschützt; ohne Melanin würde die Haut eher altern, oder leichter Hautkrebs entwickeln. Das Melanin unterbindet die potentiell erbgutschädigende Wirkung, insbesondere der UV-B-Strahlung. Der zweite Nutzen des Melanins ist, dass im Blut zirkulierende Folsäure vor der Ultraviolettstrahlung geschützt wird; ohne diesen Schutz würde sie schnell abgebaut. Folsäure ist wichtig für die Entwicklung des jungen Embryos und spielt eine wichtige Rolle bei der Spermienproduktion. Hellhäutige Menschen, die zu viel Ultraviolettstrahlung aufnehmen und nicht vermehrt Folsäure durch die Nahrung aufnehmen, müssen daher mit verminderter Fruchtbarkeit oder einem erhöhten Risiko von Entwicklungsschäden des Kindes rechnen. Dagegen hat Melanin auch eine nachteilige Rolle. Je mehr Melanin in der Haut ist, um so weniger Vitamin D kann in der Haut produziert werden. Dunkelhäutige Menschen, die in hohen Breiten leben, können an Vitamin D Mangel leiden, und sollten zur Vermeidung ihre Nahrung geeignet zusammenstellen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die gesundheitlich optimale Hautfarbe von der Sonnenbestrahlung und kulturelle Gegebenheiten (z. B. Kleidung, Vitamin D oder folsäurehaltige Nahrungsmittel) abhängt. 1.2 Albinismus Albinos haben aufgrund einer genetischen Veranlagung kein Melanin, und infolge dessen weiße Haut und Haare sowie rötliche oder hellblaue Augen. In Australien hat das Biotech-Unternehmen EpiTan Ltd. eine künstliche Kopie von Melanin erstellt. Das Medikament heißt Melanotan und soll vor Sonnenbrand und sogar auch vor Hautkrebs schützen.
Quellenangaben des Verfassers
Bücher: Ÿ Corazza, Verena u. a. (1992) “Kursbuch Gesundheit”, Kiepenheuer & Witsch, Köln Internet: Ÿ http://www.g-netz.de/Der_Mensch/sinnesorgane/aufbauderhaut.shtml Ÿ http://www.adk-online.org/wms/adk/hautberatung/physiologie#auf Ÿ http://www.infoquelle.de/Gesundheit/Wellness/Haut.cfm Ÿ http://www.indexlist.de/keyword/Hautfarbe.php Ÿ http://de.wikipedia.org/wiki/Melanin Ÿ http://de.wikipedia.org/wiki/Melanin Ÿ http://www.visionsupport.org/projects.html Ÿ http://www.montesano.org/photo_album.htm