Die ebenen der organisation der haut und ihre zubehör strukturen sind unten aufgeführt. Sie werden diese auf den kommenden Seiten weiter untersuchen.
- Molekulare Ebene – Keratin, Melanin und Vitamin D
- Mikroskopische Ebene – Stammzellen und Hautzellen
- Gewebeebene – Epithel– und Bindegewebe
- Organebene – Haut, bestehend aus Epidermis, Dermis und Hypodermis sowie Haaren, Nägeln und Drüsen
Molekulare Ebene – – Keratin und Melanin
Keratin
Keratin ist eine Gruppe von faserigen Proteinen, die Haaren, Nägeln und Haut ihre zähen, wasserfesten Eigenschaften verleihen. Keratine sind Filamente, die aus der Polymerisation von intermediären Filamentproteinen gebildet werden. Keratine enthalten neben intra- und intermolekularen Wasserstoffbrücken große Mengen der schwefelhaltigen Aminosäure Cystein, die Disulfidbrücken bildet, die zusätzliche Festigkeit verleihen.
Keratine sind ein hervorragendes Beispiel für die Proteinassemblierung. Keratine haben eine Alpha-Helix-Sekundärstruktur in der zentralen Stabdomäne. Zwei Keratinproteine kommen dann zusammen und die Helices wickeln sich um sich selbst, um eine quartäre Struktur eines Coiled-Coil-Dimers zu bilden. Diese Dimere bauen sich dann zu Protofilamenten und dann zu Filamenten zusammen. Die Drehungen von Drehungen ähneln Fasern in Seilen. Keratine werden jedoch nicht von Maschinen verdreht; Sie bauen sich aufgrund ihrer Primärstruktur selbst zusammen.
Melanin
Melanin ist eine Klasse von Photopigmenten („Foto“ bedeutet „Licht“ und „Pigment“ bedeutet „farbiges Material“) mit einer molekularen Struktur, die es ermöglicht, UV-Strahlung von der Sonne zu absorbieren. Melanin wandelt die Energie der Strahlung in harmlose Wärme um, und Melanin verhindert die indirekten DNA-Schäden durch die Sonne, die für viele Hautkrebsarten verantwortlich sind. Melanin gibt auch Haut, Haaren und Augen ihre Farbe. Melanin wird von speziellen Zellen produziert, die Melanozyten genannt werden, in speziellen Vesikeln, die Melanosomen genannt werden. Etwa 10 Tage nach der ersten Sonnenexposition erreicht die Melaninsynthese ihren Höhepunkt, weshalb hellhäutige Personen zunächst zu Sonnenbränden der Epidermis neigen.
Albinismus ist eine genetische Störung, die (ganz oder teilweise) die Färbung von Haut, Haaren und Augen beeinflusst. Der Defekt ist in erster Linie auf die Unfähigkeit der Melanozyten zurückzuführen, Melanin zu produzieren. Personen mit Albinismus neigen dazu, aufgrund des Mangels an Melanin in Haut und Haaren weiß oder sehr blass zu erscheinen. Melanin schützt die DNA der Hautzellen vor den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlen der Sonne. Menschen mit Albinismus brauchen mehr Schutz vor der Sonne und müssen ihre Outdoor-Aktivitäten einschränken. Die Behandlung dieser Störung beinhaltet normalerweise die Behandlung der Symptome.
Molekulare Ebene – Vitamin D
Die epidermale Schicht der menschlichen Haut synthetisiert den Vorläufer von Vitamin D, wenn sie UV-Strahlung ausgesetzt wird. In Gegenwart von Sonnenlicht wird ein Isomer von Vitamin D3, Cholecalciferol, aus einem Derivat des Steroidcholesterins in der Haut synthetisiert. Die Leber wandelt Cholecalciferol in Calcidiol um, das dann in den Nieren in Calcitriol (die aktive chemische Form des Vitamins) umgewandelt wird. Vitamin D, das eigentlich ein Hormon ist, ist essentiell für die normale Aufnahme von Kalzium und Phosphor, die für gesunde Knochen benötigt werden. In der heutigen Zeit wird dieses Hormon als Ergänzung zu vielen Lebensmitteln wie Milch und Orangensaft hinzugefügt, um die Notwendigkeit der Sonneneinstrahlung auszugleichen.
Vitamin D wirkt sich nicht nur positiv auf die Knochengesundheit aus, sondern ist auch für die allgemeine Immunität gegen bakterielle, virale und Pilzinfektionen unerlässlich. Neuere Studien finden auch einen Zusammenhang zwischen unzureichendem Vitamin D und Krebs.
Rachitis ist eine Erkrankung des Knochenabbaus, die häufig durch unzureichendes Vitamin D verursacht wird und zu einer unzureichenden Kalziumaufnahme führt. Kinder sind aufgrund ihres schnellen Knochenumsatzes und ihrer Bildung besonders anfällig für Auswirkungen dieses Vitaminmangels. Bei Erwachsenen wird der Mangel an Vitamin D Osteomalazie genannt. Typischerweise tritt Rachitis in Entwicklungsländern auf, in denen Mangelernährung eine ordnungsgemäße Versorgung mit Kalzium und Vitamin D in der Nahrung verhindern würde.
Mikroskopische Ebene – Zellen der Epidermis
Die Epidermis (oder Epithelschicht) besteht aus geschichteten Plattenepithelzellen, die aus vier bis fünf Schichten (je nach Körperregion) von Epithelzellen bestehen. Die oberen Schichten der Epidermis bestehen aus Keratinozyten, Zellen, die das Protein Keratin enthalten. Die Keratinozyten auf der oberflächlichsten Schicht der Epidermis sind tot und lösen sich periodisch ab und werden durch Zellen aus den tieferen Schichten ersetzt. Wenn sich Keratinozyten oberflächlich aus den tieferen Schichten bewegen, verlieren sie Zytoplasma und werden abgeflacht, was viele Schichten auf relativ kleinem Raum ermöglicht.
Basalzellen sind ein Beispiel für gewebespezifische Stammzellen, was bedeutet, dass sie sich in eine Vielzahl von Zelltypen verwandeln können, die in diesem Gewebe vorkommen. Unter normalen Bedingungen ersetzen Tochter-Basalzellen am häufigsten verlorene Keratinozyten.
Die tiefste Schicht der Epidermis und die oberflächlichste Schicht der Dermis geben Vorsprünge ab, die miteinander ineinander greifen (wie Klettverschluss) und die Bindung zwischen Epidermis und Dermis stärken. Die Projektionen, die aus Epithelzellen der unteren Schicht der Epidermis stammen, werden Desmosomen genannt, und diejenigen, die aus der Dermis stammen, werden Hautpapillen genannt. Stellen Sie sich die Projektionen als eine Bildung von Falten zellulärer Materie vor. Je größer die Falte, desto stärker die Verbindungen.
Merkel-Zellen sind sensorische Rezeptoren, die leichte Berührung erkennen. Sie bilden synaptische Verbindungen mit sensorischen Nerven, die Berührungsinformationen zum Gehirn transportieren. Diese Zellen sind reichlich auf der Oberfläche der Hände und Füße.
Melanozyten sind Zellen in der unteren Schicht der Epidermis, die das Pigment Melanin produzieren, das Haar und Haut ihre Farbe verleiht. Personen, deren Melanozyten mehr Melanin produzieren, haben eine dunklere Hautfarbe. Zelluläre Erweiterungen der Melanozyten erreichen zwischen den Keratinozyten.
Dendritische oder Langerhans-Zellen sind Gewebemakrophagen, die zur Immunfunktion der Haut beitragen. Sie verschlingen fremde Organismen und signalisieren dem Immunsystem. Da die Haut in ständigem Kontakt mit der Umwelt steht, ist es wichtig, Immunzellen zu haben, um Krankheitserreger zu zerstören, die die Zellbarriere der Epidermis überwinden könnten.
Ekzem ist eine allergische Reaktion, die sich als trockene, juckende Hautflecken manifestiert, die Hautausschlägen ähneln. Normalerweise ist es nützlich, Immunzellen in der Haut zu haben, aber sie können auch zu Funktionsstörungen führen, wenn sie überaktiv werden. Bei Ekzemen kann diese übermäßige Aktivität von Schwellungen der Haut, Abplatzungen und in schweren Fällen von Blutungen begleitet sein. Andere allergische (immunvermittelte) Reaktionen umfassen Nesselsucht. Die Symptome dieser Erkrankungen werden normalerweise mit Feuchtigkeitscremes und topisch mit Kortikosteroid- oder Antihistamincremes behandelt, die die entzündliche Immunantwort reduzieren.
Hautkrebs
Krebs wird im Allgemeinen durch DNA-Schäden ausgelöst, die sich im Laufe der Zeit in einer bestimmten Zelle ansammeln. Die Exposition gegenüber UV-Strahlen der Sonne kann letztendlich zu Mutationen im Genom verschiedener Hautzellen führen. Die Anhäufung genetischer Mutationen über einen bestimmten Zeitraum kann neben anderen möglichen Ursachen dazu führen, dass Zellen außer Kontrolle geraten. Die normalen Signale, die Zellteilungen steuern (sogar Stammzellen haben diese Kontrollen), gehen verloren und Zellen wachsen zu einem Tumor oder einer Masse von Zellen. Während einige Tumoren gutartig sind (an einem Ort bleiben), produzieren einige Zellen, die sich vom Tumor lösen und Tumore in anderen Bereichen des Körpers bilden. Mit anderen Worten, sie metastasieren und bilden sekundäre Tumoren.
Basalzellkarzinom
Das Basalzellkarzinom wird durch Mutationen verursacht, die zu einer mangelnden Kontrolle über das Wachstum von Stammzellen im Stratum basale führen. Es ist die häufigste Form aller Krebsarten, die in den Vereinigten Staaten auftreten. Kopf, Nacken, Arme und Rücken sind aufgrund der langfristigen Sonneneinstrahlung am anfälligsten. Obwohl UV-Strahlung der Hauptschuldige ist, kann die Exposition gegenüber anderen Wirkstoffen wie elektromagnetischer Strahlung oder krebserregenden Chemikalien auch zu dieser Art von Krebs führen. Verletzung der Haut durch offene Wunden, Tätowierungen, Verbrennungen usw. kann auch prädisponierende Faktoren sein. Das Basalzellkarzinom beginnt normalerweise als ungleichmäßiger Fleck, Beule, Wachstum oder Narbe auf der Hautoberfläche und reagiert am besten auf die Behandlung, wenn es früh erkannt wird. Eine vollständige chirurgische Exzision der Läsion heilt normalerweise diese Form von Krebs.
Plattenepithelkarzinom
Plattenepithelkarzinom ist der zweithäufigste Hautkrebs und betrifft die Keratinozyten. Läsionen sind normalerweise schuppig und rot und treten am häufigsten an Kopfhaut, Ohren und Händen auf. Wenn sie nicht entfernt werden, können sie metastasieren. Chirurgie und Bestrahlung werden verwendet, um Plattenepithelkarzinome zu heilen.
Melanom
Melanom betrifft Melanozyten, die pigmentproduzierenden Zellen in der Epidermis. Es ist das tödlichste aller Hautkrebsarten, da es stark metastasiert ist und schwer zu erkennen sein kann, bevor es sich ausgebreitet hat. Melanome erscheinen normalerweise als asymmetrische braune und schwarze Flecken mit unebenen Rändern und einer erhöhten Oberfläche. Die Behandlung umfasst typischerweise chirurgische Exzision und Immuntherapie.
Epithelgewebe
Die Haut enthält viele Gewebetypen. Die Epidermis wird als Epithelgewebe klassifiziert, das aus geschichteten Plattenepithelien besteht. Die Dermis besteht aus verschiedenen Arten von Bindegewebe, einschließlich areolarem und dichtem unregelmäßigem Bindegewebe und Histiozyten (Gewebemakrophagen). Die Hypodermis enthält areolares Bindegewebe, Fettgewebe und Drüsen.
Die Epidermis besteht hauptsächlich aus geschichteten (geschichteten) Plattenepithelzellen (flachen Epithelzellen). Epithelzellen in den verschiedenen Schichten der Epidermis haben unterschiedliche Formen. Die Schichtung (Schichtung) ist wichtig im Epithelgewebe des Integumentsystems, das eine Barriere bildet. Epithelzellen, die in anderen Systemen gefunden werden, haben andere Oberflächenzellenformen, einschließlich würfelförmig (quaderförmig) und säulenartig (säulenförmig) in einer einzigen Schicht (einfach) oder mehreren Zellschichten (geschichtet).
Die Epidermis enthält mehrere Zelltypen unterschiedlicher Herkunft, darunter Keratinozyten (95 Prozent der Zellen sind Keratinozyten), Melanozyten, Langerhans-Zellen und Merkel-Zellen. Die Epidermis enthält keine Blutgefäße oder Nerven, aber Merkelzellen liefern Signale an die sensorischen Neuronen unterhalb dieser Schicht in der Dermis. Da es keine Blutgefäße gibt, werden lebende Zellen der Epidermis durch Diffusion aus den Kapillaren der darunter liegenden Hautpapillen genährt.
Bindegewebe
Während die Epidermis aus Epithelzellen besteht, besteht die Dermis aus Bindegewebe. Die Dermis verbindet die Epidermis mit der Hypodermis und sorgt für Struktur und Elastizität aus Kollagen- und Elastinfasern. Diese Proteine werden von Fibroblasten in der Dermis hergestellt. Kollagen und Elastin arbeiten zusammen: Kollagene sorgen für Festigkeit; Elastine sind, wie der Name schon sagt, elastisch und ermöglichen eine Dehnung. Die Haut muss stark bleiben, um Sie vor Abschürfungen und anderen Schnitten zu schützen. Die Haut muss sich jedoch auch verformen und hoffentlich in ihre ursprüngliche Form zurückkehren können.
Die permanenten Falten in der Haut, die durch einen Mangel an „Retraktion“ verursacht werden, werden Falten genannt. Faltenbildung in der Haut wird durch gewohnheitsmäßige Mimik, Alterung, Sonnenschäden, Rauchen, schlechte Flüssigkeitszufuhr und verschiedene andere Faktoren verursacht. Faltenbildung ist ein überraschend komplexes Phänomen. In erster Linie verursacht Sonne oder andere Schäden an der Haut einen Abbau von Kollagen und Elastin sowie einen Abbau des Ersatzes dieser extrazellulären Matrixproteine in der Dermis.
Dehnungsstreifen begleiten normalerweise eine schnelle Gewichtszunahme während der Pubertät und Schwangerschaft sowie während des schnellen Muskelzuwachses beim Gewichtheben. Wenn die Dermis (und möglicherweise die Hypodermis) über ihre Elastizitätsgrenzen hinaus gedehnt wird, dehnt sich die Haut, um den Überdruck aufzunehmen. In einigen Fällen kann die Dermis die gestreckten Bereiche nicht ausreichend ausfüllen und kann tatsächlich reißen, wodurch die Epidermis dünn wird und die darunter liegenden Blutgefäße sichtbarer werden. Sie haben anfangs einen rötlichen Farbton, werden aber mit der Zeit heller, wenn sich das Gewebe selbst repariert und heilt. Anders als aus kosmetischen Gründen ist eine Behandlung von Dehnungsstreifen nicht erforderlich. Sie treten am häufigsten über die Hüften und Bauch.
Pigmentierung der Haut
Die Haut enthält verschiedene Arten von Melanin, einschließlich Phäomelanin, das rötlich ist, und Eumelanin, das dunkelbraun ist. Die Menge und Art des produzierten Melanins steht unter genetischer Kontrolle. Die Kombinationen der verschiedenen Arten von Melanin führen zu einer breiten Palette von Hautfarben und -tönen, die beim Menschen zu sehen sind. Während die Anzahl der Melanozyten zwischen den Individuen nicht zu stark variiert, hängt der Hautton von der Menge und Art des von diesen Zellen produzierten Melanins ab. Wenn eine Person mehr Eumelanin produzierende Melanozyten hat, hätte diese Person eine dunklere Hautfarbe. Das Vorherrschen von Phäomelanin ist bei manchen Menschen für die rötliche Färbung der Haare verantwortlich.
Sonnenexposition bewirkt, dass sich Melanin ansammelt, da Sonnenexposition Keratinozyten dazu anregt, ein Peptidhormon abzusondern, das wiederum Melanozyten zur Melaninproduktion anregt. Die Melanozyten produzieren und übertragen dann das Melanin auf Keratinozyten. Diese Ansammlung von Melanin führt zur Verdunkelung der Haut oder zu einer Bräune. Erhöhtes Melanin schützt auch die DNA der Haut bis zu einem gewissen Grad vor UV-Strahlenschäden, obwohl selbst sehr dunkelhäutige Personen Hautkrebs bekommen können. Die Melaninsynthese erreicht erst etwa 10 Tage nach der ersten Sonnenexposition ihren Höhepunkt, weshalb hellhäutige Personen zunächst zu Sonnenbränden der Epidermis neigen. Personen mit dunklerer Haut können auch Sonnenbrände bekommen, sind aber besser geschützt als hellpigmentierte Personen.
Melanosomen, die Zellorganellen, die Melanin enthalten, sind temporäre Strukturen und werden schließlich durch Fusion mit Lysosomen zerstört, wodurch die Bräunung unbeständig wird. Zu viel Sonneneinstrahlung kann schließlich zu Faltenbildung der Haut aufgrund der Zerstörung der Zellstruktur der Haut führen, und in schweren Fällen kann es zu ausreichenden DNA-Schäden führen, die zu Hautkrebs führen. Eine ungleichmäßige Verteilung der Melanozyten in der Haut führt zum Auftreten von Sommersprossen.
Sonnenschutz und UVA- und UVB-Strahlung
„UV“ ist eine Abkürzung für „ultraviolett“.“ Ultraviolette Strahlung ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums zwischen sichtbarem Licht und Röntgenstrahlen. Die Sonne strahlt zwei Bereiche ultravioletten Lichts aus, die in die Erdatmosphäre eindringen: UVA und UVB. UVB-Strahlung wird teilweise von der Ozonschicht absorbiert, aber einige erreichen immer noch die Erdoberfläche. UVA-Strahlung wird nicht gefiltert und erreicht die gesamte Erdoberfläche. Eine der Funktionen unseres Integumentsystems besteht darin, uns vor dieser UV-Strahlung zu schützen. Die Exposition gegenüber dieser Strahlung kann Hautschäden und Krebs verursachen. Sonnenschutzmittel sollen unsere Haut vor UV-Strahlung schützen. Sonnenschutzmittel mit einem Lichtschutzfaktor (SPF) von 15 oder mehr bieten einen guten Schutz vor UVB-Strahlung. Um vor UVA-Strahlung geschützt zu sein, benötigen Sie ein „Breitband“ -Produkt.