Alles Wissenswerte über die Physiologie und Funktion der Talgdrüsen.

Die Talgdrüsen sind spezialisierte exokrine Strukturen der Haut.

Die Talgdrüsen gehören zum Haar-Talg-Apparat und bilden zusammen mit dem Haarfollikel und dem Haaraufrichter-Muskel eine funktionelle Einheit, die als Pilosebaceous-Einheit. Sie liegen in der tiefen Dermis und weisen eine lobuläre Form auf. Die Drüsen sind um einen Ausführungsgang gruppiert, der in den Haarfollikel mündet. Dieser Kanal ermöglicht es dem an der Haarwurzel von den Talgdrüsen synthetisierten Talg, problemlos zur Hautoberfläche zu gelangen.

Bemerkung : Es gibt auch freie Talgdrüsen, die nicht mit einem Haar assoziiert sind, diese sind jedoch in der Minderheit.

Die Talgdrüsen bestehen hauptsächlich aus spezialisierten Talgzellen, die aus der Proliferation von Keratinozyten in der äußeren Hülle des Haarfollikels hervorgehen. Diese Zellen, genannt Sebozyten, durchlaufen einen Differenzierungsprozess, der in ihrem programmierten Zelltod resultiert. Während dieser Reifung synthetisieren sie ein komplexes Lipidgemisch, das anschließend in den Ausführungsgang abgegeben wird: das Talg. Dieser besteht zu etwa 50% aus Triglyceriden, zu 20% aus Wachsestern, zu 15% aus Squalen sowie aus kleinen Mengen Cholesterin und seinen Estern und Vitamin E, das schützende und feuchtigkeitsspendende Eigenschaften besitzt.

Die Dichte und Größe der Talgdrüsen variiert je nach Körperregion erheblich. Man findet sie zahlreich im Gesicht, insbesondere auf Stirn, Nase und Kinn, entsprechend der berühmten T-Zone, aber auch auf der Kopfhaut, am Brustkorb und am Rücken, Bereiche, die für ihre hohe Talgproduktion bekannt sind. Die Talgdrüsen fehlen hingegen an den Handflächen und Fußsohlen.

Die Produktion von Talg in den Talgdrüsen beruht auf einem bestimmten physiologischen Prozess, der als holokrine Sekretion. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass die Freisetzung des Talgs nicht einfach durch Exozytose erfolgt, sondern durch die vollständige Zerstörung der Zellen, die ihn produziert haben. Am Rand der Talgdrüse befinden sich unreife Talgzellen, sogenannte undifferenzierte Sebozyten. Sie weisen eine abgeflachte Gestalt auf und befinden sich in einer aktiven Proliferationsphase. Nach und nach wandern diese Zellen ins Zentrum der Drüse und treten dabei in eine Reifungsphase ein. Während dieses Schritts reichern sie sich mit Lipidtropfen an, die aus der intrazellulären Synthese verschiedener Fettverbindungen stammen und später im Talg nachgewiesen werden.

Im Verlauf dieser inneren Wanderung vergrößern sich die Sebocyten und ihr Lipidgehalt wird zunehmend konzentrierter. Sobald sie den zentralen Bereich in der Nähe des Ausführungsgangs erreichen, befinden sich die Sebocyten am Ende ihres Lebenszyklus: Ihre Zellmembran wird labil und bricht schließlich auf, wodurch ihr gesamter Lipidgehalt freigesetzt wird. Einmal freigesetzt, folgt das Sebum dem Haarfollikelkanal bis zur Hautoberfläche. Dort setzt es sich sowohl auf dem Haarschaft als auch in der Hornschicht ab, wo es sich mit epidermalen Lipiden und Schweiß vermischt. Diese komplexe Mischung bildet später den hydrolipidischen Film.

Dieser Mechanismus der ständigen Erneuerung ermöglicht es den Talgdrüsen, kontinuierlich eine natürliche Lipidbarriere zu produzieren, um die Haut zu schützen und mit Feuchtigkeit zu versorgen.

Die Aktivität der Talgdrüsen wird durch ein komplexes Netzwerk hormoneller Signale, Wachstumsfaktoren und neuropeptider Wechselwirkungen reguliert. Dabei stehen insbesondere die Androgene im Zentrum dieser Regulation, allen voran die 5α-Dihydrotestosteron (5α-DHT), die mithilfe des Isoenzyms 5α-Reduktase Typ I aus Testosteron gebildet wird. Mit ihrer hohen Affinität zum Androgenrezeptor in den Talgdrüsen aktiviert 5α-DHT diesen Rezeptor und fördert die Proliferation der Sebozyten. Im Gegensatz dazu üben Östrogene einen hemmenden Einfluss auf die Aktivität der Talgdrüsen und die Sebumsynthese aus und wirken so als Gegengewicht zu den androgenen Effekten.

Parallel zu den Sexualhormonen beeinflussen bestimmte Wachstumsfaktoren die Physiologie der Talgdrüsen. Das Wachstumshormon GH und der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-I sind insbesondere beteiligt, wie der Anstieg der Talgsekretion während der Pubertät zeigt, in der GH und IGF-I ihre maximalen Plasmaspiegel erreichen. IGF-I stimuliert direkt die Lipogenese der Sebozyten indem es den Transkriptionsfaktor SREBP-1 aktiviert, einen Regulator der Gene, die an der Fettsäuresynthese beteiligt sind. Diese Aktivierung erfolgt über die Signalwege PI3K/Akt und MAPK/ERK. Korrelationen wurden zwischen den IGF-I-Spiegeln und dem Schweregrad der Akne sowie mit den Plasmaspiegeln von 5α-DHT und DHEAS festgestellt, was die Verknüpfung zwischen Lipidstoffwechsel, Androgenen und IGF-I-Signalisierung verdeutlicht.

Ein weiterer bemerkenswerter Akteur ist der Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor 2b (FGFR-2b), dessen Expression durch Androgene moduliert wird und der an der Keratinozytenproliferation beteiligt ist. In bestimmten Pathologien wie dem akneiformen Nävus, einer Fehlbildung, die durch epidermale Hyperplasie gekennzeichnet ist, führen aktivierende Mutationen von FGFR-2b zu einer Hyperaktivität der Talgdrüsen und zu einer Veränderung des pilosebaceösen Follikels. Experimentelle Modelle haben gezeigt, dass die postnatale Deletion von FGFR-2b eine vollständige Atrophie der Talgdrüsen zur Folge hat, was seine strukturelle Funktion bestätigt.

Die Regulation der Talgdrüsen beschränkt sich nicht nur auf Hormone und Wachstumsfaktoren. Mikro-RNAs, kurze nicht-kodierende Sequenzen von etwa 21 Nukleotiden, liefern eine zusätzliche Kontrollstufe durch Modulation der Genexpression nach der Transkription. Einige Mikro-RNAs, wie miR-574-3p, das den nukleären Rezeptor RXRα anvisiert, können bei Überexpression die Lipidsynthese deutlich erhöhen. Andere, die an Tumorerkrankungen der Talgdrüsen beteiligt sind, beeinflussen sowohl die NF-κB-, PTEN- als auch die TGF-β-Signalwege und wirken so auf Zellproliferation und -transformation ein.

Schließlich ist die Talgdrüse trotz ihrer reichhaltigen Vaskularisation, die ihren hohen Bedarf an Nährstoffen und Lipidvorstufen deckt, in Bezug auf ihre Innervation noch unzureichend charakterisiert. Nervenfasernetze umgeben den Haarfollikel und verlaufen in unmittelbarer Nähe zur Drüse, doch das direkte Eindringen von Nervenfasern in diese bleibt umstritten. Die Existenz von Rezeptoren für verschiedene Neuropeptide – wie CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon), α-MSH oder β-Endorphin – deutet jedoch auf eine bedeutende Sensitivität gegenüber neuroendokrinen Signalen. Beispielsweise moduliert das vom Hypothalamus zirkadian freigesetzte CRH die Ausschüttung von ACTH und POMC-abgeleiteten Peptiden, die direkt die Proliferation und Differenzierung der Talgdrüsen beeinflussen können.

Die Physiologie der Talgdrüsen beruht somit auf einem dynamischen Gleichgewicht zwischen Hormonsignalen, Wachstumsfaktoren, posttranskriptioneller Regulation und neuropeptidalen Antworten, die jeweils zur Anpassung der Zellproliferation und der Sebumproduktion beitragen.

Wenn die Talgdrüsen vor allem für ihre Fähigkeit bekannt sind, Talg zu produzieren, ist dies jedoch nicht ihre einzige Funktion.

Das von den Talgdrüsen produzierte Sebum hat selbstverständlich eine hydratisierende und schützende Funktion, indem es die Verdunstung von Wasser aus der Hornschicht, Reibung sowie das Eindringen pathogener Mikroorganismen, Allergene und Irritantien begrenzt, ermöglicht aber auch den Transport von Antioxidantien wie Vitamin E, zur Hautoberfläche, was die Lipide der Haut schützt. Bis zu einem gewissen Grad trägt dies zum natürlichen Lichtschutz der Haut. Außerdem besitzt das Sebum eine antibakterielle Aktivität dank bestimmter freier Fettsäuren, die die Membran pathogener Bakterien stören. Es ist daher für das Gleichgewicht des Hautmikrobioms unerlässlich.

Die Talgdrüsen sind ebenfalls an der Modulation der kutanen Entzündung. Sie produzieren je nach Kontext pro- und antiinflammatorische Moleküle, die sowohl an der Immunantwort gegen schädigende Einflüsse als auch an der Rückkehr zur Homöostase beteiligt sind. Sie spielen zudem eine Rolle bei der Neutralisierung bestimmter Xenobiotika, fremder Verbindungen im Organismus, indem sie deren lokalen Stoffwechsel regulieren. Darüber hinaus sind die Talgdrüsen aktiv an der Wundheilung beteiligt: Nach einer Verletzung sezernieren sie lipide Mediatoren und Wachstumsfaktoren, die die Rekonstruktion der Epidermis fördern.

Diese multifunktionale Rolle der Talgdrüsen ist eng mit ihrer Fähigkeit verbunden, lokal steroidale Hormone zu produzieren, insbesondere Androgene. Sie verfügen über alle notwendigen Enzyme zur Umwandlung von Cholesterin in aktive Steroidhormone und zur Transformation von Nebennierenvorstufen wie dem Sulfat des Dehydroepiandrosterons (DHEA-S) in DHEA, anschließend in Androstendion, Testosteron und schließlich in Dihydrotestosteron. Dieser Prozess, der vor allem durch die Typ-I-5α-Reduktase katalysiert wird, ist besonders in den Talgdrüsen von Gesicht und Kopfhaut aktiv. Diese lokale Hormonproduktion reguliert direkt die Differenzierung der Sebozyten und die Menge des ausgeschiedenen Talgs.

Schließlich interagieren die Talgdrüsen eng mit dem kutanen Nervensystem. Sie exprimieren CRH-Rezeptoren, ein Molekül, das als Reaktion auf Stress von Nerven und bestimmten Hautzellen freigesetzt wird. CRH moduliert die Lipidproduktion in den Sebozyten und beeinflusst die Expression von Enzymen, die an der Steroidogenese beteiligt sind. Gleichzeitig können andere Neuropeptide, wie Substanz P, die von perisudoralen Nervenfasern freigesetzt wird, periphere Sebozyten stimulieren und so lokale Sekretion und Entzündung verstärken. Diese Wechselwirkungen erklären teilweise, warum psychischer Stress bestimmte seborrhoische Erkrankungen, insbesondere Akne, verschlimmern kann.

Einwandfreie Funktion der Talgdrüsen ist für die Homöostase der Haut unerlässlich. Wenn ihre Aktivität gestört ist – sei es durch Überproduktion, unzureichende Produktion oder qualitative Veränderung des Talgs – können das Gleichgewicht des Hautmikrobioms, die Barrierefunktion und die inflammatorische Regulation der Haut beeinträchtigt werden. Diese Störungen der Talgdrüsen sind an zahlreichen entzündlichen Dermatosen beteiligt, von der Akne bis zum Ekzem, einschließlich der Rosazea, der Psoriasis und der seborrhoischen Dermatitis.

• Der Zusammenhang zwischen den Talgdrüsen und Akne.

  Mit bis zu 85 % der Jugendlichen betroffen und bis ins Erwachsenenalter anhaltend, ist Akne die häufigste Hauterkrankung. Sie zeichnet sich durch eine Hyperaktivität der Talgdrüsen aus, die in der Pubertät durch Androgene stimuliert wird. In aknebedingten Läsionen zeigen die Talgdrüsen eine Überexpression des Enzyms 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ I, die lokal den Cortisolspiegel erhöht und die Lipidsynthese fördert. Über die Menge hinaus kann auch die Zusammensetzung des Sebums verändert sein: ein verminderter Gehalt an Linolsäure, ein Überschuss an Squalen, dessen Oxidation eine Entzündung auslöst, sowie ein niedriger Vitamin-E-Spiegel. Man spricht dann von Dysseborrhö. Diese Veränderungen fördern die Komedogenese und die kutane Entzündung. Behandlungen, die die Aktivität der Talgdrüsen reduzieren, wie Isotretinoin, bestätigen diese Rolle: Die Abnahme der Sebumproduktion geht mit einer Reduktion der Läsionen einher, aber auch mit einer gewissen Hauttrockenheit, beides ist auf die verringerte Talgdrüsenfunktion zurückzuführen.

• Der Zusammenhang zwischen den Talgdrüsen und dem Ekzem.

  Das Ekzem ist gekennzeichnet durch eine Schädigung der Hautbarriere, einhergehend mit einem erhöhten pH-Wert der Hornschicht, verstärktem transepidermalem Wasserverlust und verminderter Hydratation. Während sich die meisten Studien auf das Defizit an keratinozytären Ceramiden konzentrieren, ist auch die Beeinträchtigung der Talgdrüsenfunktion von Bedeutung. Bei Patienten mit atopischer Dermatitis, ist die Sebumproduktion oft vermindert, was zur Hauttrockenheit und zur Destabilisierung des hydrolipidischen Films beiträgt. Histologisch zeigt sich sowohl in betroffener als auch in unbetroffener Haut eine Hypoplasie der Talgdrüsen, und beim infantilen Ekzem sind die Drüsen nur schwach ausgeprägt, mit kleinen basalen Zellen, die lipidfrei sind und keine sekretorische Aktivität aufweisen. Da die Sebumsekretion in der Adoleszenz wieder ansteigt, erklärt dies, warum viele Kinder die atopische Dermatitis überwinden, sobald sich die Sebumproduktion normalisiert.

• Der Zusammenhang zwischen Talgdrüsen und Psoriasis.

  Psoriasis ist eine chronisch-entzündliche Dermatosis, von der bis zu 8,5 % der Erwachsenen betroffen sind. Obwohl die histologischen und immunologischen Veränderungen beim Psoriasis gut dokumentiert sind, bleiben die Veränderungen der Talgdrüsen bislang wenig erforscht. Auf der psoriatischen Kopfhaut zeigen die Läsionen häufig eine ausgeprägte Atrophie der Talgdrüsen, mit einer Abnahme ihrer Größe und Zahl, die in mehr als der Hälfte der Fälle vollständig ausfällt. Allerdings scheint die Größe der Talgdrüsen weder mit dem klinischen Schweregrad noch mit Entzündungszeichen korreliert zu sein, und die durchschnittliche Sebumproduktion in der psoriatischen Haut ist mit derjenigen gesunder Haut vergleichbar. Einige Hypothesen nehmen an, dass Wachstumsfaktoren wie TGF-α und epidermaler Wachstumsfaktor, die beim Psoriasis überexprimiert sind, die Sebozyten hemmen könnten; hierzu sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich.

• Der Zusammenhang zwischen den Talgdrüsen und der Rosazea.

  Die Rosazea ist eine häufige chronische Hauterkrankung, die sich hauptsächlich durch diffuse Rötungen zeigt. Bei Patientinnen und Patienten mit papulopustulöser Rosazea, ist die Hautbarrierefunktion gestört, mit einem erhöhten pH-Wert und verminderter Hautfeuchtigkeit. Die Gesamtmenge an Sebum sowie die Sebumausscheidungsrate an der Stirn unterscheiden sich jedoch nicht signifikant von denen gesunder Probanden und korrelieren auch nicht mit dem Schweregrad der Erkrankung. Dennoch scheint die lipidische Zusammensetzung des Sebums Einfluss zu haben. Tatsächlich weisen Betroffene meist einen Anstieg der Myristinsäure (C14:0) und eine Abnahme lang- und sehr langkettiger gesättigter Fettsäuren auf. Dieses lipidische Ungleichgewicht trägt wahrscheinlich zur Fehlfunktion der Hautbarriere bei.

• Die Verbindung zwischen den Talgdrüsen und der seborrhoischen Dermatitis.

  Die seborrhoische Dermatitis ist eine entzündliche Hauterkrankung, die bevorzugt Regionen mit vielen Talgdrüsen betrifft, wie die Kopfhaut, das Gesicht und den oberen Rumpf. Entgegen dem, was der Name vermuten lässt, ist diese Erkrankung nicht direkt auf eine übermäßige Talgproduktion zurückzuführen. Die Rolle der Talgdrüsen bei ihrer Entstehung wird vielmehr dem Lipidstoffwechsel des Talgs durch den PilzMalassezia, deren Lipasen im Talg enthaltene Triglyceride hydrolysieren, wodurch deren Konzentration abnimmt und die reizenden freien Fettsäuren zunehmen. Dies führt zu einer Störung der Hautbarriere, zu Entzündungen und zu Abschuppung. Die seborrhoische Dermatitis beruht somit auf einer Interaktion zwischen Talgdrüsen, dem pilzlichen Mikrobiom und der individuellen Empfindlichkeit, ohne dass sich die Gesamtmenge der Lipide signifikant verändert.

• SHUSTER S. & al. Control and function of sebaceous glands. Physiological Reviews (1989).

• ZOUBOULIS C. Acne and sebaceous gland function. Clinics in Dermatology (2004).

• YOUN S. W. & al. Regional and seasonal variations in facial sebum secretions: A proposal for the definition of combination skin type. Skin Research and Technology (2005).

• THIELITZ A. & al. Frontiers in sebaceous gland biology and pathology. Experimental Dermatology (2008).

• HORSLEY V. & al. Development and homeostasis of the sebaceous gland. Seminars in Cell & Developmental Biology (2012).

• SIVAMANI R. K. & al. Role of sebaceous glands in inflammatory dermatoses. Journal of the American Academy of Dermatology (2015).

• ZOUBOULIS C. & al. Beyond acne: Current aspects of sebaceous gland biology and function. Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders (2016).

• Thèse de Caroline TWAROG. Particules Janus pour des applications industrielles : Stabilités et incorporation de principes actifs (2017).

• LIM X. & al. Homeostasis of the sebaceous gland and mechanisms of acne pathogenesis. British Journal of Dermatology (2019).

• Thèse de Lorrie RAMOS. Rôle de l'histone variante H2A.Z dans la prolifération et la différenciation des kératinocytes de la peau (2019).