Uns umgibt ein Schutzschild aus toten Zellen: Unsere Haut produziert fortlaufend neue Zellen und schiebt dabei die älteren nach außen. Diese verändern sich mit der Zeit, was dazu führt, dass sich verschiedene Zellschichten bilden. Irgendwann sterben die Zellen ab und übernehmen eine der wichtigsten Funktionen: Sie sind nun an der äußersten Schicht angelangt und bilden einen Panzer, der die darunter liegenden Zellen und damit unseren gesamten Körper vor äußeren Einflüssen schützt.
Diese Schutzschicht, die Hornschicht, ist ein Verschleißteil. Durch Kontakte mit der Außenwelt verlieren wir die kleinen Hautschuppen, weshalb sie ständig nachgebildet werden müssen. Bei der Fischschuppenkrankheit (Ichthyose) ist dieser Prozess durch einen Gendefekt gestört, weshalb sich sichtbare Hautschuppen oder Risse bilden, wodurch sich die Haut entzünden kann.
Phasentrennung in der Haut
In der häufigsten Form dieser Krankheit liegt ein Defekt im Protein Filaggrin vor. Dieses spielt eine entscheidende Rolle, nämlich den Abschluss der Hornschicht zu formen. In den jüngeren Zellen liegt es in Protein-Ketten vor, die sich in Körnchen, sogenannten Granula, zusammenschließen. Laut einer aktuellen Studie scheint diese Granula-Bildung ein notwendiger Prozess zu sein, die Schutzschicht der Haut aufzubauen.
Wissenschafter an der Rockefeller Universität in New York untersuchten das Phänomen der Phasentrennung in den Hautzellen. Phasentrennung kennen die meisten wohl eher aus ihrem Salatdressing: Wenn man Essig und Öl zusammengießt, bildet das Öl kleine Tröpfchen im Essig. Die Fettsäuren lagern sich eher aneinander an, anstatt sich mit dem Wasser im Essig zu verbinden.
Aber auch in unseren Zellen findet Phasentrennung statt. Fette oder Proteine gruppieren sich miteinander und formen größere Einheiten, die unter dem Mikroskop als Körnchen sichtbar werden. Im Gegensatz zu Zellorganellen wie Mitochondrien oder dem Zellkern sind diese nicht von einer Membran umschlossen. Dennoch vermuten Forscher, dass sie spezielle Funktionen in der Zelle haben.
Gestörte Körnchen-Bildung
Auch die Filaggrin enthaltenden Granula, Keratohyalin-Granula genannt, sind solche Protein-Gruppierungen. Es ist unbekannt, welche weiteren Moleküle sich in den Granula befinden, ohne Filaggrin scheinen sie sich aber nicht zu bilden. Die Forscher konnten außerdem zeigen, dass Filaggrin auf den pH-Wert der Haut reagiert, der außen niedriger ist als innen. An der äußeren Schicht angekommen, lösen sich die Protein-Ketten und damit die Körnchen auf, wodurch deren Bestandteile eine gelartige Substanz bilden, die für den Schutzschild nötig ist.
Noch ist unklar, welche Funktion die Granula haben. Möglicherweise speichern sie Moleküle, um sich auf den Einsatz in der äußeren Schicht vorzubereiten und den Prozess zum richtigen Zeitpunkt zu starten. Klar ist jedoch, dass bei Ichthyose-Erkrankungen die Granula-Bildung gestört ist, wodurch die Haut nicht mehr richtig auf die Umwelt reagieren kann. "Wir vermuten, dass das Fehlen der Phasentrennung zu dem fehlerhaften Aufbau der Haut beiträgt, was zur entzündeten und rissigen Haut in diesen Krankheiten beiträgt", sagt Felipe Garcia Quiroz, Hauptautor der Studie. (Friederike Schlumm, 27.3.2020)