Die Haut besitzt eine innere Uhr

Ein Forscherteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin hat zusammen mit Wissenschaftlern eines Hamburger Unternehmens jetzt herausgefunden, dass auch die menschliche Haut eine innere Uhr besitzt, die unter anderem für die zeitliche Steuerung ihrer Reparatur und Regeneration zuständig ist. Erste Ergebnisse der Grundlagenforschung veröffentlicht das Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Proceedings of the Academy of Science (PNAS)*.

Unsere Haut ist ein lebenswichtiges Organ und vielleicht auch das vielseitigste: Neben repräsentativen, kommunikativen und sensorischen Funktionen übernimmt sie die Abgrenzung des Körpers zur Umwelt, bildet eine aktive und passive Barriere gegen Keime und hilft, die Bedingungen für andere wichtige Systeme des Körpers konstant zu halten, obwohl sich die Umweltbedingungen zum Teil dramatisch ändern können. Frost, Hitze, Sonnenlicht und Nässe – vielfältige Herausforderungen für die Haut – wirken je nach Tageszeit ganz unterschiedlich auf sie ein.

Die Forscherteams um Prof. Achim Kramer vom Arbeitsbereich Chronobiologie an der Charité und Dr. Thomas Blatt vom Hamburger Hautforschungszentrum fanden jetzt heraus, wie sich die Haut diesen tageszeitabhängigen Bedingungen anpasst. Dazu entnahmen die Forscher jungen gesunden Probanden zu verschiedenen Zeitpunkten des Tages Hautzellen der obersten Hautschicht, sogenannte Keratinozyten. Eine Analyse sämtlicher Gene in den Keratinozyten ergab, dass wichtige Faktoren für die Regeneration und Reparatur der Hautzellen von der biologischen Uhr reguliert wird. Einer dieser Faktoren, das Krüppel-like-factor 9 (Klf9) genannte Molekül, bremst die Zellteilung in den Keratinozyten:
Reduzierten die Forscher die Aktivität dieses Faktors, konnten sie ein schnelleres Wachstum dieser Hautzellen in der Zellkulturschale beobachten. Eine verstärkte Aktivität von Klf9 war hingegen mit langsamer Zellteilung verbunden. Dabei zeigte sich, dass auch das Stresshormon Cortisol die Aktivität von Klf9 steuert und darüber seine medizinische Wirkung bei häufigen Hauterkrankungen wie der Schuppenflechte entfalten könnte. Die Aufgabe der biologischen Uhr ist es, das exakte Timing der verschiedenen Prozesse wie Zellteilung, Zelldifferenzierung und DNA-Reparatur in der Haut zu steuern.

Prof. Kramer blickt bereits in die Zukunft: „Wenn wir diese Prozesse noch besser verstehen, könnten wir Medikamente gezielt zu den Tageszeiten einsetzen, an denen sie am besten wirken und die wenigsten Nebenwirkungen haben.“

* Florian Spörl, Thomas Blatt, Achim Kramer et al.: Krüppel-like factor 9 is a circadian transcription factor in human epidermis that controls proliferation of keratinocytes. In: Proceedings of the Academy of Science (PNAS), Jul 3; 109(27):10903-8. DOI: 10.1073/pnas.1118641109.

Kontakt:
Prof. Achim Kramer
Institut für Medizinische Immunologie
Campus Charité Mitte
t: + 49 30 450 524 263
achim.kramer[at]charite.de