Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Graue Haare im Alter: Wasserstoffperoxid hemmt die Bildung von Melanin

03.03.2009
Wissenschaftler aus Mainz und Bradford decken den molekularen Mechanismus für die Grau- und Weißfärbung der Haare im Alter auf

Graue oder weiße Haare entstehen mit zunehmenden Lebensjahren durch einen ganz natürlichen Alterungsprozess, bei dem weniger Farbpigmente gebildet werden. Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der University of Bradford in Großbritannien haben nun das Geheimnis um die Grau- oder auch Weißfärbung der Haare im Alter gelüftet.

Demnach sind Sauerstoffradikale maßgeblich an dem Verlust der Haarfarbe beteiligt. "Ausgangspunkt des gesamten Prozesses ist Wasserstoffperoxid, das wir auch als Bleichmittel kennen", erklärt Univ.-Prof. Dr. Heinz Decker vom Institut für Biophysik der Universität Mainz. "Bei zunehmendem Alter wird es in den Haaren vermehrt gebildet und verhindert schlussendlich die Herstellung des Farbpigments Melanin." Den molekularen Mechanismus dieses Prozesses haben die Mainzer Biophysiker zusammen mit den Dermatologen aus Bradford erstmals genau aufgeschlüsselt und in dem Fachjournal The FASEB Journal veröffentlicht.

Wasserstoffperoxid - oder H2O2 in der chemischen Bezeichnung - entsteht beim Stoffwechsel überall im menschlichen Körper in kleinen Mengen, so auch im Haar. Mit dem Alter nimmt die Menge jedoch zu, weil der Körper mit dem Abbau von Wasserstoffperoxid in die beiden Bestandteile Wasser und Sauerstoff nicht mehr nachkommt. In ihrer Arbeit haben die Wissenschaftler gezeigt, dass ein dafür verantwortliches Enzym namens Katalse, das normalerweise Wasserstoffperoxid neutralisiert, in den Zellen nur noch in sehr geringer Konzentration vorkommt. Dies hat dramatische Konsequenzen. Wasserstoffperoxid greift das Enzym Tyrosinase an und oxidiert dabei einen bestimmten Baustein, nämlich die Aminosäure Methionin. "Durch diesen Oxidationsvorgang wird die Funktion des Enzyms Tyrosinase so stark beeinträchtigt, dass es kein Melanin mehr bilden kann. Wir kennen jetzt die genaue Molekulardynamik, die diesem Vorgang zugrunde liegt", erläutert Decker. Die Wissenschaftler am Institut für Biophysik arbeiten bereits seit etwa zehn Jahren an der Erforschung der Tyrosinasen, die als Enzyme in allen Organismen vorkommen und viele verschiedene Funktionen ausüben. Bei den Computersimulationen zur Aufdeckung der molekularen Mechanismen wurden die Biophysiker durch das neu gegründete Zentrum für rechnergestützte Forschungsmethoden in den Naturwissenschaften der Uni Mainz unterstützt.

Die Oxidation durch Wasserstoffperoxid legt jedoch nicht nur die Melaninproduktion lahm, sondern beeinträchtigt auch noch weitere Enzyme, die zur Wiederherstellung der beschädigten Eiweißbausteine benötigt werden. So kommt eine Kaskade von Ereignissen in Gang, an deren Ende der allmähliche Verlust der Pigmente im gesamten Haar - von der Haarwurzel bis zur Haarspitze - steht. Mit dieser Arbeit haben die Wissenschaftler aus Mainz und Bradford nicht nur das uralte Rätsel, warum unsere Haare im Alter grau werden, auf molekularer Ebene gelöst, sondern auch Ansätze für eine künftige Therapie etwa bei Vitiligo, einer Pigmentstörung in der Haut, aufgezeigt. Denn Melanin ist nicht nur für die Färbung der Haare, sondern ebenso der Haut und Augen verantwortlich.

Die Arbeiten in Mainz wurden von dem Sonderforschungsbereich 490 "Invasion und Persistenz bei Infektionen" sowie dem Graduiertenkolleg 1043 "Antigenspezifische Immuntherapie" gefördert.

Originalveröffentlichungen:
J. M. Wood, H. Decker, H. Hartmann, B. Chavan, H. Rokos, J. D. Spencer, S. Hasse, M. J. Thornton, M. Shalbaf, R. Paus, and K. U. Schallreuter
Senile hair graying: H2O2-mediated oxidative stress affects human hair color by blunting methionine sulfoxide repair

The FASEB Journal, online publiziert am 23. Februar 2009, doi: 10.1096/fj.08-125435

T. Schweikardt, C. Olivares, F. Solano, E. Jaenicke, J.C. Garcia-Borron and H. Decker
A three-dimensional model of mammalian tyrosinase active site accounting for loss of function mutatations

Pigment Cell Research (2007) 20:394-401

H. Decker, T. Schweikardt and F. Tuczek
The first crystal structure of tyrosinase: all questions answered?
Angewandte Chemie International Edition Engl., (2006) 45, 4546 - 4550
Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Heinz Decker
Institut für Molekulare Biophysik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-23570 oder 39-23579
Fax 06131 39-23557
E-Mail: hdecker@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.biophysik.uni-mainz.de
http://www.fasebj.org/cgi/content/abstract/fj.08-125435

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie