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 Proteine entdecken, zählen, katalogisieren
28.06.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an
28.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive