Hautaufbau &
Struktur
Der Hautaufbau und seine Struktur
Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers und erfüllt eine Vielzahl lebenswichtiger Funktionen, darunter der Schutz vor äußeren Einflüssen, die Regulation der Körpertemperatur und die Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts. Der Hautaufbau ist eine komplexe Struktur, die verschiedene Schichten und Moleküle umfasst. Ein entscheidendes Molekül, das für die Aufrechterhaltung der Hautbarriere von großer Bedeutung ist, ist das Filaggrin. Die Erforschung dieses Proteins ermöglicht ein tieferes Verständnis der Hautphysiologie und eröffnet möglicherweise neue Wege für die Entwicklung von Therapien bei Hauterkrankungen.
Abb.1: Schematic representing the skin structure. a Anatomy of human skin. b Stratified epidermis consisting of five distinct layers
Filaggrin in der Haut
Filaggrin, ein Protein, das in der Epidermis produziert wird, spielt eine entscheidende Rolle im Hautaufbau. Dieses Molekül ist besonders in den inneren Schichten der Epidermis präsent. Das Filaggrin verknüpft die längeren Proteinfilamente. So wie bei einem Teppich führt dies zu einer festen, aber flexiblen Struktur. Durch das so verknüpfte filgrane Netz wird zwar ein Luftausstauch ermöglicht. Wasserverluste nach außen werden aber reduziert. Das Eindringen von Mikroorganismen oder Schmutzpartikel wird verhindert. Fehlt das Filaggrin an einigen Stellen, so können sich Wassermoleküle leichter nach draußen durch die größeren Maschen schlängeln. Mikroorganismen können leichter in die tiefen Schichten der Haut gelangen.
Die Hauptfunktion von Filaggrin besteht darin, die Keratinozyten in der Epidermis zu stabilisieren und ihnen bei der Umwandlung in die äußerste Schicht, das Stratum corneum, zu helfen. Während dieser Umwandlung werden die Keratinozyten mit Filaggrin beladen und verlieren ihre Zellkerne. Dieser Prozess führt zur Bildung einer festen, schützenden Barriere aus abgestorbenen Hautzellen, die das Eindringen von Krankheitserregern, Chemikalien und Wasser verhindert.
Studien von O'Regan et al. (2008) haben gezeigt, dass Mutationen im Filaggrin-Gen mit verschiedenen Hauterkrankungen wie atopischer Dermatitis (Neurodermitis) in Verbindung gebracht werden (1). Diese Forschung zeigt die Wichtigkeit von Filaggrin für den Erhalt der Hautbarriere und belegt, wie genetische Veränderungen in diesem Molekül zu Hautproblemen führen können.
Filaggrin und seine Rolle bei entzündlichen Hauterkrankungen
Atopische Dermatitis
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der Mangel an Filaggrin mit einem erhöhten Feuchtigkeitsverlust und dadurch mit trockener Haut einhergeht, was wiederum die Empfindlichkeit gegenüber Reizstoffen erhöht. Die entstehende Hautbarriere-Störung begünstigt den Eintritt von Bakterien und Allergenen, was zu Entzündungen und Juckreiz führt. Dieses sind charakteristische Symptome der atopischen Dermatitis.
Psoriasis
Psoriasis ist eine weitere entzündliche Hauterkrankung, die durch überschüssiges Wachstum von Hautzellen und eine beschleunigte Zellerneuerung gekennzeichnet ist. Obwohl die genaue Ursache von Psoriasis komplex ist, haben Studien gezeigt, dass auch hier Filaggrin eine Rolle spielt. Eine verminderte Expression von Filaggrin wurde in Hautläsionen von Psoriasis-Patienten beobachtet (4).
Filaggrin scheint in der Psoriasis-Pathogenese eine schützende Funktion zu haben, indem es die Hautbarriere intakt hält und vor exzessiver Zellerneuerung schützt. Ein Mangel an Filaggrin könnte dazu beitragen, eine regulierte Hauterneuerung in Psoriasis-Läsionen zu verhindern und die Entzündungsreaktionen zu verstärken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Filaggrin nicht nur für die Aufrechterhaltung der Hautbarriere von grundlegender Bedeutung ist, sondern auch eine Schlüsselrolle bei entzündlichen Hauterkrankungen spielt.
Entzündliche Hauterkrankungen, wie atopische Dermatitis und Psoriasis, sind oft mit Veränderungen im Filaggrin-Gen und einem reduzierten Filaggrin-Gehalt in der Haut verbunden (2). Diese Verbindung verdeutlicht die zentrale Rolle von Filaggrin in der Pathophysiologie entzündlicher Hauterkrankungen
Atopische Dermatitis ist eine chronische, entzündliche Hauterkrankung, die häufig in mit einer gestörten Hautbarriere verbunden ist. Studien haben gezeigt, dass Mutationen im Filaggrin-Gen eine genetische Prädisposition für atopische Dermatitis darstellen können (3). Eine verminderte Produktion von Filaggrin führt zu einer geschwächten Barrierefunktion, was das Eindringen von Allergenen und irritierenden Substanzen begünstigt.
Referenzen
1. O'Regan GM, Sandilands A, McLean WHI, Irvine AD. Filaggrin in atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2008 Oct;122(4):689-693. doi: 10.1016/j.jaci.2008.08.002. Epub 2008 Sep 5. PMID: 18774165.
2. Thyssen JP, Kezic S. Causes of epidermal filaggrin reduction and their role in the pathogenesis of atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2014 May;133(5):1541-1544.
3. Palmer CN, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, et al. Common loss-of-function variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis. Nat Genet. 2006 Apr;38(4):441-6.
4. Sandilands A, Terron-Kwiatkowski A, Hull PR, et al. Comprehensive analysis of the gene encoding filaggrin uncovers prevalent and rare mutations in ichthyosis vulgaris and atopic eczema. Nat Genet. 2007 Feb;39(5):650-4.
Bildquellen:
Ahn M, Cho WW, Park W, Lee JS, Choi MJ, Gao Q, Gao G, Cho DW, Kim BS. 3D biofabrication of diseased human skin models in vitro. Biomater Res. 2023 Aug 22;27(1):80. doi: 10.1186/s40824-023-00415-5. PMID: 37608402; PMCID: PMC10464270.