Die Rolle von Wasser in der Haut verstehen.

Die Haut ist ein wichtiges Organ, das einen Großteil des Wassers im Körper speichert. Die Verteilung des Wassers in der Haut variiert stark zwischen den Hautschichten und spiegelt unterschiedliche biologische Funktionen wider. Die Dermis, die mittlere Hautschicht, fungiert als eine echte Wasserreserve. Sie enthält etwa 80 % des in der Haut vorhandenen Wassers. Diese hohe Konzentration erklärt sich durch die Fülle hydrophiler Makromoleküle in der extrazellulären Matrix, wie Kollagen, Proteoglykane und vor allem Glycosaminoglykane (GAGs). Letztere, wie das Hyaluronsäure, verfügen über eine sehr starke hygroskopische Wirkung. Dank ihrer zahlreichen negativen Ladungen bindet dieses Molekül Natriumionen und zieht Dutzende Wassermoleküle an, wodurch ein halbflüssiges Gel entsteht.

Die Lederhaut ist stark durchblutet, was die Wasserversorgung über den Blutkreislauf fördert. Im Gegensatz dazu ist die Epidermis avaskulär—sie ist auf passive Diffusion von Nährstoffen und Wasser aus der Lederhaut angewiesen, was ihre Speicherkapazität begrenzt. Das Wasser in der Lederhaut gilt als immobilisiert, da es an Makromoleküle der Matrix, insbesondere an Hyaluronsäure, gebunden ist. Obwohl es weder frei zirkulieren noch verdunsten kann, unterstützt es die Flexibilität und Dichte des Gewebes.

Die Hornschicht, die oberste Schicht der Epidermis, enthält hingegen nur 10 bis 20 % Wasser. Dennoch bestimmt genau dieser Wassergehalt in der oberflächlichen Schicht wesentlich den visuell wahrgenommenen und empfundenen Feuchtigkeitszustand der Haut. Wenn die dehydrierte Haut zum Beispiel beruht sie auf einer Störung des Wasserhaushalts der Hornschicht. Anders als in der Dermis ist das Wasser in der Epidermis mobilisierbar. Es bewegt sich entlang osmatischer oder transepidermaler Gradienten. Ein Teil dieses Wassers erreicht die Oberfläche und verdunstet langsam – ein Phänomen, das als unspürbarer Wasserverlust bezeichnet wird. Dieser permanente Prozess findet ohne sichtbare Schweißbildung statt und führt zur Hautdehydrierung, sobald die epidermale Barriere geschädigt ist.

Der Feuchtigkeitszustand der Haut beruht nicht nur auf der Wasserspeicherkapazität der Dermis, sondern auch auf der Fähigkeit der Epidermis, das Wasser zu verteilen und zurückzuhalten.

Um dauerhafte Wasserverluste auszugleichen, über die unmerkliche Wasserverdunstung, stützt sich die Haut auf mehrere Regulationsmechanismen. Die erste Verteidigungslinie gegen die Hautdehydratation beruht auf den natürlichen Feuchthaltefaktoren (NMF, natural moisturizing factors). In den Korneozyten, den Zellen der Hornschicht, kommen diese hygroskopischen Verbindungen aus dem Abbau von Filaggrin, eines Schlüsselelements der Keratinisierung, zustande. Sie umfassen freie Aminosäuren, Harnstoff, Lactate und Pyrrolidoncarbonsäure, die Wasser in der Hornschicht binden, und so die Geschmeidigkeit der Haut sicherstellen.

Das Wasser zirkuliert ebenfalls durch die verschiedenen Hautschichten mithilfe von Membrantransportproteinen, den Aquaporinen, von denen Aquaporin-3 in der Haut am häufigsten vorkommt. In den Keratinozyten der Epidermis lokalisiert, erleichtert dieses Protein die Diffusion von Wasser sowie von Glycerin zwischen den tiefen und oberflächlichen Hautschichten. Durch die gleichmäßige Verteilung von Feuchtigkeit in der Epidermis tragen die Aquaporine zur Wasserhomöostase der Haut und zur Aufrechterhaltung ihrer Barrierefunktion bei.

Die Haut bietet eine physikalische Barriere gegen das Verdunsten von Wasser durch die Anwesenheit interzellulärer Lipide in der Epidermis, in der Hornschicht. Diese Lipide organisieren sich in lamellaren Schichten zwischen den Corneozyten und wirken wie zementartige, wasserdichte Strukturen. Sie bestehen aus Ceramiden, freien Fettsäuren und Cholesterin und werden von reifen Keratinozyten synthetisiert und extrudiert. Ihre dreidimensionale Anordnung begrenzt den Wasserverlust, sofern die Lipidsynthese und -organisation nicht gestört sind. Es folgt der Hydrolipidfilm, eine natürliche Emulsion auf der Hautoberfläche aus Schweiß und Talg. Sie bildet eine leichte okklusive Schicht, die die Verdunstung von Wasser an der Oberfläche begrenzt. Der Hydrolipidfilm der trockenen Haut, weist eine geringe Stabilität auf.

Die Haut kombiniert chemische Mechanismen mit natürlichen Hydratationsfaktoren, zelluläre Prozesse über Aquaporine und strukturelle Elemente wie interzelluläre Lipide und den Hydrolipidfilm, um Wasser zurückzuhalten.