Hautschutz: Die Barrierefunktion der Hornschicht

Das Stratum corneum bildet eine Mauer aus Hornzellen und Lipiden. Das Ziegelstein-Mörtel-Modell beschreibt den komplexen Aufbau der Hornschicht: Eine schützende Hautbarriere aus Hornzellen, interzellulären Lipiden & Corneodesmosomen.

Wir sind zwar keine Hornviecher und tragen keine Hörner, doch wie die Hornochsen tragen wir eine Hornschicht auf unserer Haut – das Stratum corneum. Das lateinische „Stratum“ bedeutet dabei soviel wie Decke, der ein Horn der Rinder als „cornus“ aufgesetzt wird. Die abgestorbenen Hornzellen unserer äußersten Epidermisschicht werden unser Leben lang ständig erneuert und schützen uns als Hautbarriere zeitlebens. Sie schützt uns als Grenzfläche unseres Körpers zur Umwelt vor Wasserverlust, und vor schädigenden Mikroorganismen oder Fremdstoffen, die unserer Haut auf den Pelz rücken wollen. Deshalb sollten wir die Hornschicht unserer Haut nicht wie Hornochsen behandeln und mit Hautpflegemitteln pflegen, denn Störungen der Hautbarriere äußern sich durch trockene und empfindliche Haut; oder noch gravierender durch Neurodermitis und Schuppenflechte.

Die Hornschicht – ein schützender Mauerverbund

Die oft nur etwa 10 bis 15 Mikrometer dünne Hornschicht unserer Haut ist sehr dynamisch und liegt nicht auf der faulen Haut, denn strahlt die Sonne zu stark, muss die komplex organisierte Hautbarriere gleichzeitig vor UV-Strahlen schützen und vor Wasserverlust als Permeabilitäts-Barriere dienen. Droht die Invasion schädigender Bakterien, Viren und Pilze, stürzt sie sich mit speziellen anti-mikrobiellen Proteinen in den Abwehrkampf unter dem schützenden Deckmäntelchen des Säureschutzmantels. Dabei besteht sie nur aus etwa 15 bis manchmal über 100 Schichten toter Hornzellen die mit dem Protein Keratin angefüllt sind und einer Lipidbarriere, die interzellulär zwischen den so genannten Corneozyten aufgebaut ist.

Das Ziegelstein-Mörtel-Modell der Hornschicht – eine Mauer aus flachen Steinen und Mörtel

Um die Struktur der Hautbarriere Hornschicht besser zu verstehen, entwickelte der amerikanische Dermatologe Peter M. Elias das „Ziegelstein-Mörtel“-Modell (siehe Grafik). Die Ziegel bilden die aus den Epithelzellen der Basalschicht unserer Epidermis entstandenen abgestorbenen Hornzellen, sie haben keine Zellorganellen mehr, sind etwa 30 Mikrometer lang und circa 0,5 bis 0,8 Mikrometer dick. Durch die plättchenartige Form der Hornzellen sind sie in unserem Körper die Zellen mit dem größten Durchmesser. Die Hornzellen tragen zwar keine Hörner, aber auf der Innenseite der Zellmembran tragen sie zusätzlich eine spezielle Hülle aus verschiedenen Proteinen und Lipiden. Diese umschlagartige Hülle ist zäh wie Leder und wird im Englischen als „cornified envelope“ bezeichnet, es ist ein äußerst widerstandsfähiger Teil der verhornten Hornzellen.

Hornschicht: Der Mauer-Mörtel besteht aus Ceramiden, Cholesterin & Fettsäuren

Zwischen den einzelnen Hornzellen befindet sich im Interzellularraum ein spezieller Mörtel, eine so genannte interzelluläre Lipidmatrix. Die Lipide werden im auch Körnerzellschicht genannten Stratum granulosum innerhalb spezieller Organellen der Epithelzellen (Keratinozyten) hergestellt – den Lamellär-Körperchen oder „odland bodies“. An der Übergangsschicht zwischen der Körnerschicht und der Hornschicht werden sie per Exozytose in den Interzellularraum entlassen. Dieses für die Barrierefunktion der Haut wichtige Lipidgemisch besteht aus etwa 45 bis 50 Prozent eines Ceramid-Gemisches, 25 Prozent Cholesterin-Derivaten, 10 bis 15 Prozent Fettsäuren und weiteren 5 Prozent anderen Lipiden.

Corneodesmosomen verzapfen die Zellen der Hornschicht

Neben dem Mörtel verzapfen spezielle Proteinstrukturen die Hornzellen der Hornschicht noch zusätzlich. So genannte Desmosomen verbinden auch in anderen Epithelgeweben wie in der Herzmuskulatur die Zellen, da sie durch mechanische Scherkräfte intensiv belastet werden. Die speziellen Desmosomen der Hornschicht werden Corneosom oder Corneodesmosom genannt. Bevor sich die Hornzellen unserer Haut abschilfern und abschuppen, müssen diese Corneodesmosomen durch Enzyme abgebaut werden. Ist dieser Prozess gestört, können Hautirritationen auftreten.

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