Anatomie der Haare

Haare sind ein Anhängsel der Haut. Da sie verwandte Strukturen sind, haben sie vieles gemeinsam, vom Strukturplan bis hin zu den Merkmalen von Wachstum und Entwicklung. Die Bildung der Haarfollikel beginnt im vierten Monat der Embryonalentwicklung und wird durch das Zusammenspiel der dermalen und epidermalen Komponenten der fetalen Haut bestimmt.

• Haarwurzel und Haarfollikel

Die Haarwurzel ist eine komplexe Struktur, die noch nicht vollständig verstanden ist. Das Interesse an ihr ist in jüngster Zeit durch die Entdeckung von darin vorkommenden Stammzellen neu entfacht worden.

Die Haarwurzel befindet sich hauptsächlich in der Hautschicht (manchmal bis zur Unterhaut) und ist von epithelialen Wurzelscheiden umgeben (zusammen mit ihnen wird sie als Haarfollikel bezeichnet). Der Haarfollikel ist durch eine Bindegewebshülle – die Wurzel- (oder Vaginal-)Bursa – von der Dermis getrennt. Etwas höher befindet sich die sogenannte Wulstregion (aus dem Englischen – Beutel, Vorsprung, Wulst), und der untere Teil der Wurzel wird als Zwiebel bezeichnet.

Die Zellzusammensetzung des Follikels ist vielfältig und besteht aus einer Mischung sowohl spezialisierter (reifer) als auch nicht spezialisierter Zellen:

• • spezialisierte Zellen: Melanozyten (produzieren das Pigment Melanin), Fibroblasten (synthetisieren extrazelluläre Matrixproteine – Kollagen, Fibronektin), Keratinozyten (synthetisieren Keratin), Drüsenzellen – Sebozyten (sekretieren Talg);
  • unspezialisiert: Stammzellen und Vorläuferzellen (befinden sich in den frühen Stadien der Reifung und befinden sich im Wulstbereich, im Bulbus und in der Basalschicht der Epidermis). Die Schweiß- und Talgdrüsen sowie der Haaraufrichter (Arrector pili) grenzen an den Haarfollikel. Die Ernährung und Innervation des gesamten Komplexes erfolgt durch die Verbindung von Kapillaren und Nervenenden mit der dermalen Papille.

Die Haarfarbe wird durch das Verhältnis zweier Pigmente bestimmt – Eumelanin, das dem Haar eine kastanienbraune oder schwarze Farbe verleiht, und Phäomelanin – graue und gelbe Farbtöne. Beide Pigmente werden von Melanozyten in der Anagenphase produziert.

Der Follikel ist in eine Schicht subkutanen Fetts eingebettet. Mit zunehmendem Alter wird diese Schicht der Kopfhaut dünner. Forscher haben eine Ansammlung von Fettzellen (Adipozyten) um wache, normale Follikel, die aktiv gesundes Haar produzieren, und einen relativen Mangel an Fettzellen um ruhende Follikel beobachtet. Dies deutet darauf hin, dass Adipozyten die Funktion des Haarfollikels unterstützen. Faktoren, die das Haarwachstum hemmen, wie Chemotherapie oder Hunger, reduzieren ebenfalls die subkutane Fettschicht.

Interessante Statistiken:

• • Im Durchschnitt befinden sich auf der Kopfhaut 100.000 Haarfollikel (maximal 150.000).
  • Durchschnittliche Dichte auf der Kopfhaut: bei einem Kind – 600 Follikel pro cm2, bei einem Erwachsenen – 250-300 Follikel pro cm2.
  • Im Laufe eines Lebens können aus einem Follikel bis zu 30 Haare wachsen.
  • Normalerweise befinden sich etwa 90 % des Kopfhaars in der Wachstumsphase, 1 % in der Zwischenphase und 9 % in der Ruhephase.

Haarschaft

Kontinuierliches Haarwachstum entsteht durch die Teilung (Proliferation) von Zellen auf der hyalinen Basalmembran, die das Innere des Follikels von der dermalen Papille trennt. Die Ablösung von der Basalmembran dient als Signal für den Beginn der Reifung (Differenzierung), die letztendlich zum Zelltod führt – reifende Zellen verlieren allmählich ihre Kerne und füllen sich mit Keratin. Durch die kontinuierliche Zellteilung im Follikel entsteht Druck, der die keratinisierten Zellen zwingt, sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3–0,4 mm pro Tag nach oben zu bewegen – dies sichert das Wachstum des Haares bzw. seines Schafts.

• Die Kutikula ist die Schutzhülle des Haarschafts.

Der Haarschaft ist (wie die Epidermis) schichtweise aufgebaut. Die äußere Schicht, die Kutikula, besteht aus 6–10 Schichten überlappender Keratinschuppen, die ziegelartig angeordnet sind (Abb. I-1-3). Die Schuppen sind länglich (0,2–0,4 μm dick, ca. 0,3 μm breit, bis zu 100 μm lang) und werden durch eine Lipidschicht zusammengehalten. Die Struktur der Kutikula ähnelt der Hornschicht, die ebenfalls aus Keratinschuppen besteht (allerdings mit einer anderen, sechseckigen Form), die durch Lipide (die Lipidbarriere der Haut) zusammengehalten werden.

• Die Schuppenschicht ist der stärkste Teil des Haares und schützt sein Inneres.

Während des Haarwachstums wird die Kutikula beschädigt und allmählich zerstört, wodurch die Rinde freigelegt wird. An Stellen, an denen die Kutikula zerstört ist, kommt es zu einer erhöhten Wasserverdunstung: Der Haarschaft verliert Feuchtigkeit, wird spröde und lädt sich elektrostatisch auf. All dies führt dazu, dass sich die ästhetischen Eigenschaften des Haares verschlechtern – es verheddert sich, bricht, wird stumpf und lässt sich schwer stylen. Eine wichtige
Rolle bei der Zerstörung der Kutikula spielen aggressive äußere Faktoren – Temperatur, UV-Strahlung, Kämmen, chemische Verbindungen (einschließlich solcher, die als Bestandteil von Haarpflegeprodukten auf das Haar gelangen).

• Cortex ist die Schicht, die für die mechanischen Eigenschaften des Haares verantwortlich ist.

Unter der Kutikula befindet sich eine Cortexschicht, die aus längs verlaufenden Reihen verhornter Zellen besteht. Diese Schicht verleiht dem Haarschaft Flexibilität und Festigkeit. Die Matrixfaser der Cortex besteht aus Proteinen und ist reich an Cystein, einer schwefelhaltigen Aminosäure. Während der Verhornung gebildete Disulfidbrücken verleihen dem Haarschaft seine charakteristische Form. Anzahl und Lage dieser Bindungen sind genetisch bedingt. Um die Haarform zu verändern, müssen die Disulfidbrücken zunächst zerstört und anschließend in neuer Reihenfolge wiederhergestellt werden (siehe Chemisches Locken und Haarglätten).

• Medula – die wärmeisolierenden Eigenschaften des Haares.

Unter der Rinde einiger Haare befindet sich ein Mark, das viele Hohlräume aufweist. Bei Tieren ist das Mark gut entwickelt – das Vorhandensein von Luft im Haarschaft verringert dessen Wärmeleitfähigkeit: Solches Haar dient als gute Wärmedämmung und schützt den Körper vor Änderungen der Umgebungstemperatur. Beim Menschen ist das Mark in grobem Haar (insbesondere grauem Haar) vorhanden.

Haarbarrieresystem

Menschliches Haar verfügt wie die Epidermis über ein eigenes Barrieresystem, das es vor schädlichen äußeren Einflüssen schützt. Die Barrierestrukturen von Epidermis und Haar sind ähnlich. Die Hauptähnlichkeit besteht darin, dass die Hauptfunktionslast in ihnen von Lipiden übernommen wird.

Neben den Lipiden der Talgdrüsen, die einen Schutzfilm auf der Haaroberfläche bilden und beim Waschen entfernt werden, befinden sich im Haar sogenannte integrale (oder strukturelle) Lipide. Durch kovalente Bindung an die Proteinmatrix bilden sie einen Komplex zellulärer Membranen (CMC), der nicht nur die Adhäsion von Kutikula- und Kortikalzellen gewährleistet, sondern auch als Barriere gegen die Diffusion verschiedener Substanzen ins Haar dient.

Der Zellmembrankomplex befindet sich zwischen den Zellen der Kutikular- und Kortikalisschicht. Elektronenbeugungsmuster eines Haarquerschnitts zeigen, dass die Zellen 25–30 nm voneinander entfernt sind. In der Mitte ist eine dichtere Schicht von etwa 15 nm Dicke deutlich sichtbar, während sich auf beiden Seiten zwei dünnere Schichten befinden, die direkt mit den Zellgrenzen in Kontakt stehen. Die Kombination aus Interzellularsubstanz und äußerer Zellmembran wird als Zellmembrankomplex bezeichnet. Die CMC bildet ein ausgedehntes Netzwerk entlang der Faser und gewährleistet die Haftung der Zellen aneinander.

Es wurde festgestellt, dass die Lipide der kutikulären CMC mobil und empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen sind. Chemisches Locken, Sonneneinstrahlung und Strahlung können zu starken Veränderungen der Lipidzusammensetzung des Haares führen, bis hin zum vollständigen Verschwinden der CMC aus der Kutikula.

Interessante Tatsache: Sichtbares Licht zerstört die CMC viel stärker als UVA und UVB. Das Pigment Eumelanin schützt die Haarlipide vor photochemischer Zerstörung: Die Lipide hellen Haares werden schneller zerstört als die schwarzen Haares.

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