Was sind die Ursachen der Hautalterung?

Die Hautalterung resultiert vor allem aus einer Reihe interner Prozesse, die von unserer Biologie vorprogrammiert sind. Diese Mechanismen, unter dem Begriff des intrinsischen Alterns zusammengefasst, laufen im Laufe der Zeit ganz natürlich und unabhängig von unserer Umwelt ab. Sie spiegeln ein progressives Nachlassen wesentlicher Zellfunktionen : Epidermiserneuerung, Kollagenproduktion, Aufrechterhaltung der Hydration, antioxidative Abwehr… Dieses endogene Altern, in unseren Genen verankert, verändert die Struktur und Physiologie der Haut nach und nach und unvermeidlich.

Die genetische und zelluläre Seneszenz.

Die Hautalterung ist zunächst auf die zelluläre Seneszenz zurückzuführen, ein von unseren Genen programmierter Prozess, der zu einer progressiven Abnahme der Proliferation der Hautzellen. Dieser Verlust äußert sich in einer Ausdünnung der Epidermis, einer verminderten Hautelastizität und einer eingeschränkten Fähigkeit, geschädigtes Gewebe zu reparieren. Seneszenz wurde erstmals 1961 von HAYFLICK und MOORHEAD beschrieben, die zeigten, dass somatische Zellen nach einer begrenzten Zahl von Teilungen unwiderruflich ihre Teilungsfähigkeit verlieren. Diese Begrenzung steht größtenteils im Zusammenhang mit dem progressiven Verkürzen der Telomere, den Chromosomenenden, die, sobald sie zu kurz werden, ein DNA-Reparatursignal auslösen, das zum Stillstand des Zellzyklus führt.

Seneszente Zellen, obwohl sie sich nicht mehr teilen können, bleiben stoffwechselaktiv und nehmen ein besonders ausgeprägtes phänotypisches Profil, das als Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP). Dieser Phänotyp ist gekennzeichnet durch die Freisetzung proinflammatorischer Zytokine, von Wachstumsfaktoren, Metalloproteinasen und anderer bioaktiver Moleküle, die langfristig die extrazelluläre Matrix abbauen, die Funktion benachbarter Zellen stören und chronische Entzündungen fördern, ein Phänomen, das auch als inflamm'aging. Seneszente Zellen reichern sich allmählich in der Haut an und beschleunigen so das Auftreten von Alterungszeichen.

Oxidativer Stress.

Der oxidativer Stress ist ein wesentlicher Faktor der Hautalterung, resultierend aus einem Ungleichgewicht zwischen der Produktion freier Radikale und die antioxidativen Abwehrmechanismen der Haut. Mit zunehmendem Alter werden die Mitochondrien weniger effizient und produzieren während der Zellatmung vermehrt freie Radikale, die Proteine, Lipide und die DNA der Hautzellen schädigen. Ein Überschuss an freien Radikalen in der Haut aktiviert zwei Signalwege seneszenter Zellen: den MAPK- und NF-κB-Weg. Diese Wege induzieren die Aktivierung des AP-1-Komplexes, was zu einem Anstieg von TNF-α und Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) führt, Enzyme, die die dermale extrazelluläre Matrix abbauen können. Insbesondere stimuliert AP-1 MMP1, MMP3 und MMP9, die das Typ-I- und Typ-III-Kollagen in ungeordnete Fibrillen fragmentieren, vermindernd die Dichte und Integrität der Haut.

Die Haut verfügt jedoch über endogene antioxidative Systeme, um diese Effekte einzudämmen. Dazu gehören Enzyme wie Superoxiddismutase und Katalase, die freie Radikale neutralisieren, während nicht-enzymatische Antioxidantien wie Glutathion, Coenzym Q10, Vitamin C und Vitamin E Proteine und Lipide der Haut schützen und an der Synthese sowie Stabilisierung von Kollagen beteiligt sind. Dennoch nimmt mit dem Alter, die Wirksamkeit dieser Abwehrmechanismen ab : Zum Beispiel ist die Katalase-Aktivität in der gealterten Dermis vermindert, was zur Ansammlung von Wasserstoffperoxid führt, und die Gehalte an Vitamin C und E sinken, wodurch die Haut anfälliger für äußere Einflüsse wird.

Hormonelle Schwankungen.

Die Hautalterung wird auch durch hormonelle Schwankungen beeinflusst, insbesondere durch den Rückgang der Östrogene. Bei Frauen markiert die Menopause einen abrupten Abfall der Östradiolproduktion, eines Hormons, das bislang von den Eierstöcken synthetisiert wurde. Östrogen wirkt auf Keratinozyten, Fibroblasten, Melanozyten, Haarfollikel und die Talgdrüsen, was zur Hydratation, Elastizität und Wundheilung der Haut beiträgt. Dieser Hormonmangel führt zu einer progressiven Atrophie des Hautgewebes, erkennbar an einer Ausdünnung der Haut, einem Verlust an Kollagen, einer verminderten Durchblutung und erhöhter Trockenheit.

Die Fibroblasten, weniger stimuliert, produzieren weniger Kollagen vom Typ I und III, während sich die elastischen Fasern zunehmend desorganisieren. Tatsächlich wirken die Östrogene, indem sie an die nukleären Rezeptoren ERα und ERβ binden und so die Transkription von Genen aktivieren, die an der Kollagenproduktion und der Regeneration der Dermis. Deren Mangel verändert die Expression dieser Gene und begünstigt gleichzeitig die Aktivierung von Matrix-Metalloproteinasen, die für den Abbau der Stützfasern verantwortlich sind. Dieses Ungleichgewicht zwischen Synthese und Abbau von Kollagen beschleunigt die Hauterschlaffung und die Ausbildung von Falten.

Aber Östrogene sind nicht die einzigen Akteure. Mit zunehmendem Alter sinkt auch die Produktion von Dehydroepiandrosteron (DHEA), einem Hormon der Nebennierenrinde. DHEA ist jedoch an der peripheren Synthese von Östrogenen und Androgenen beteiligt und dient der Haut als hormoneller Vorläufer. Es stimuliert die Proliferation dermaler Fibroblasten, fördert die Sebumproduktion, verbessert die Hautfeuchtigkeit und stärkt die Barrierefunktion. Der Rückgang der DHEA-Spiegel verschärft daher das intrinsische Altern der Haut.

Beeinträchtigung der Hautbarriere und der Immunfunktion.

Die intrinsische Hautalterung beschränkt sich nicht nur auf eine Abnahme der Stoffwechsel- oder Hormonfunktionen. Sie geht zudem mit einer fortschreitenden Desorganisation der Hautbarriere und einer Beeinträchtigung der immunologischen Mechanismen einher, die deren Abwehr gewährleisten. Lange Zeit als passive Zielscheibe zirkulierender Entzündungsmediatoren betrachtet, wird die Haut heute als ein Initiatororgan der Entzündung. Langerhans-Zellen, als immunologische Sentinellen, erkennen Gefahrensignale und aktivieren T-Lymphozyten, während die Keratinozyten selbst Zytokine wie IL-1, TNF-α oder GM-CSF freisetzen.

Wenn jedoch die epidermale Barriere gestört ist, steigen diese Zytokine schnell an, was zu einer Epidermishyperplasie und einer lokalen Entzündung führt. Dieser Prozess, der bei einmaliger Schädigung vorteilhaft ist, wird schädlich, wenn er sich im Laufe der Zeit wiederholt. Die kontinuierliche Aktivierung der Lymphozyten und die Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren erhalten dann einen Teufelskreis aus Entzündung und Gewebedegeneration, wobei die Entzündung die Differenzierung der Keratinozyten stört.

Die Erschöpfung der Stammzellen.

Die Hautalterung geht mit einer fortschreitenden Abnahme des Vorrats an epidermalen und dermalen Stammzellen einher, die jedoch essenziell für die Regeneration der Haut sind. Sie gewährleisten das kontinuierliche Ersetzen der Keratinozyten und die Reparatur des Gewebes nach Schädigungen. Mit zunehmendem Alter verschlechtern sich ihre Proliferations- und Differenzierungsfähigkeit. Mehrere Mechanismen erklären diese Erschöpfung: Die Anhäufung von DNA-Schäden, die Erosion der Telomere und eine Zunahme des oxidativen Stresses stören die genetische und metabolische Stabilität dieser Zellen. Gleichzeitig beeinträchtigen reduzierte Wachstumsignale wie Wnt und chronische Entzündungen die Fähigkeit der Stammzellen, nach einer Verletzung reaktiviert zu werden.

Die Beeinträchtigung der Proteostase.

Die Aufrechterhaltung der Proteostase, also des Gleichgewichts zwischen Proteinsynthese, -faltung, -reparatur und -abbau, ist für die Gesundheit der Zellen von großer Bedeutung. In junger Haut gewährleistet ein komplexes Netzwerk aus Chaperon-Proteinen, Proteasomen und autophagischen Systemen die kontinuierliche Überwachung beschädigter oder fehlgefalteter Proteine. Mit zunehmendem Alter gerät diese Organisation jedoch unter dem Einfluss oxidativen Stresses aus dem Gleichgewicht, was zu einer Anreicherung oxidierter oder denaturierter Proteine in Keratinozyten und Fibroblasten führt. Dies löst eine niedriggradige Entzündungsreaktion und Stress des endoplasmatischen Retikulums aus, führt zu erhöhter Apoptose und zu einer Verringerung der Zellvitalität. Am Ende verliert die Haut ihre Geschmeidigkeit, Dichte und Regenerationsfähigkeit.

Die intrinsische Hautalterung ergibt sich aus einer Reihe miteinander verknüpfter biologischer Prozesse: einer Zunahme des oxidativen Stresses, hormonellen Veränderungen, einer Abschwächung des Immunsystems, zellulären Erschöpfung und einem Ungleichgewicht der Proteostase. Diese Mechanismen wirken langsam, aber unvermeidlich und beeinträchtigen die Fähigkeit der Haut, sich zu regenerieren und ihre strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen inneren Mechanismen ist die Haut verschiedenen externen Faktoren ausgesetzt, die ihre Alterung beschleunigen.

Ultraviolette Strahlung.

Die schädlichen Auswirkungen der Sonne auf die Haut und ihre Rolle bei der Hautalterung, als Photoaging im vorliegenden Fall unbestritten. Die chronische Exposition gegenüber ultravioletten Strahlen (UVA und UVB) stellt einen der Hauptfaktoren dar, die die Hautalterung beschleunigen. Die UVB, die überwiegend in der Epidermis gestoppt werden, verursachen genotoxische Schäden indem sie die DNA der Zellen schädigen. Dies stört die Organisation der Kollagenfasern und führt zu deren Abbau. Die tiefer eindringenden UVA erreichen die Dermis und stimulieren die Expression von Matrix-Metalloproteinasen, was die dermale Struktur schwächt und zur Hauterschlaffung beiträgt.

Parallel dazu führen UV-Strahlen zu einer übermäßigen Produktion von freien Radikalen, die den oxidativen Stress, der sich im Laufe der Zeit allmählich etabliert, verstärken. Dieses Ungleichgewicht begünstigt das Auftreten von Teleangiektasien, die Versteifung der Blutgefäße und die Bildung von Pigmentflecken. Bei Individuen mit hellem Hauttyp oder Trägern genetischer Varianten, wie etwa Mutationen des MC1R-Rezeptors, wird die Produktion freier Radikale verstärkt, was die Anfälligkeit der Haut für oxidativen Stress erhöht und die lichtinduzierte Hautalterung beschleunigt.

Die Umweltverschmutzung.

Chronische Luftverschmutzung ist ein wesentlicher Faktor für die extrinsische Hautalterung. Umweltgifte wie Kohlenwasserstoffe, Oxide, Feinstaub und Ozon lösen erheblichen oxidativen Stress aus. Ozon verursacht insbesondere oxidative Schäden in der Hornschicht und erschöpft die Reserven enzymatischer und nicht-enzymatischer Antioxidantien, insbesondere der Vitamine C und E, beeinträchtigt die mitochondriale Funktion und verringert die Produktion von ATP und Sirtuin 3, das für die Beseitigung freier Radikale unerlässlich ist. Die Belastung durch Schadstoffe stört außerdem die Hautbarriere und mindert die Immunabwehr, wodurch die Hautalterung gefördert wird.

Tabak.

Neben dem fahlen Teint ist der Tabak mit einer beschleunigten Hautalterung verbunden. Die Bestandteile des Zigarettenrauchs fördern oxidativen Stress und chronische Entzündungsprozesse. Diese Substanzen regen die Produktion von Matrix-Metalloproteinasen an, was zum Abbau von Kollagen und Elastin der Dermis. Tabak reduziert außerdem die kutane Durchblutung, was zu einer verringerten Versorgung des Gewebes mit Sauerstoff und Nährstoffen führt. Darüber hinaus beeinträchtigt das Rauchen die Funktion von Keratinozyten und Fibroblasten, was die Fähigkeit der Haut beeinträchtigt, sich zu regenerieren und ihre Hydratation aufrechtzuerhalten.

FIROOZ und sein Team haben die Hautmerkmale von Rauchern und Nichtrauchern untersucht. Hierfür wurden 52 Teilnehmende evaluiert, um die Elastizität, Dicke und Dichte ihrer Epidermis und Dermis zu messen. Auch die Tiefe der Nasolabialfalten, also der Falten von den Nasenflügeln bis zu den Mundwinkeln, wurde analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass Raucher eine verringerte Elastizität im Stirnbereich, eine größere Dermisdicke auf der Wange sowie eine geringere Dichte der Epidermis an der Stirn und der Dermis am Arm aufwiesen. Das Rauchen ist somit ein wichtiger Faktor für die Hautalterung.

Stress.

Stress, ebenso wie Schlafmangel, kann die Hautalterung beeinflussen. Wenn der Körper eine Bedrohung wahrnimmt, werden mehrere physiologische Wege aktiviert: das autonome Nervensystem, das Renin-Angiotensin-System und die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHNA). Diese Aktivierung führt zur Freisetzung von Stresshormonen wie Adrenalin, Noradrenalin und Cortisol. Kurzfristig ermöglichen diese Mediatoren dem Körper, sich an eine akute Gefahr anzupassen. Bei anhaltender Stimulation versetzt sie den Organismus in ein metabolisches und immunologisches Ungleichgewicht, das die Produktion freier Radikale erhöht.

Studien haben gezeigt, dass während Stressphasen freigesetzte Katecholamine direkte DNA-Schäden verursachen und die Expression des Proteins p53 – eines Schlüsselfaktors beim Erhalt der genomischen Integrität – reduzieren können. Diese Verringerung beeinträchtigt die Fähigkeit der Zellen, ihre Schäden zu reparieren. Darüber hinaus stört ein im Überschuss ausgeschüttetes Cortisol die Hautbarriere, mindert die Kollagenproduktion durch Fibroblasten und fördert chronische Entzündungsreaktionen – drei Prozesse, die eng mit vorzeitiger Hautalterung verbunden sind.

Der Schlafmangel, oft einhergehend mit Stress, verstärkt diese Phänomene durch exazerbierte Entzündungsreaktionen. Eine von KIM und seinem Team durchgeführte Studie untersuchte die Auswirkungen einer auf vier Stunden pro Nacht begrenzten Schlafdauer über sechs aufeinanderfolgende Nächte bei 32 Teilnehmern im Alter von etwa vierzig Jahren. Die Forscher maßen die Hautelastizität (Parameter R2) und die Faltentiefe (Parameter Ra) im Augen- und Stirnbereich. Je näher R2 dem Wert 1 kommt, desto elastischer ist die Haut. Die Ergebnisse zeigten eine progressive Abnahme der Hautelastizität und einen raschen Anstieg der Faltentiefe bereits am ersten Tag des Schlafentzugs.

Eine unausgewogene Ernährung.

Die Ernährung kann ebenfalls eine Rolle beim Hautalterungsprozess spielen. Antioxidantienreiche Ernährungsweisen helfen, oxidativen Stress zu verringern, Entzündungen zu mildern und fördern die Kollagensynthese, wodurch die Entstehung von Falten, Trockenheit und kutaner Atrophie begrenzt wird. Im Gegensatz dazu begünstigt eine Ernährung mit hohem Fett-, raffiniertem Zucker- und Transfettsäureanteil die Bildung von fortgeschrittenen Glykationsendprodukten, die die Hautstruktur schädigen und ihre Elastizität vermindern. Eine zu fettreiche Ernährung hat auch proinflammatorische und oxidative Effekte auf die Haut. Hyperlipidische Diäten erhöhen den oxidativen Stress und reduzieren die Proteinsynthese, was zu weniger straffer Haut führt.

Gut zu wissen : Der ORAC-Wert (für die Kapazität zur Absorption von Sauerstoffradikalen) ermöglicht die Messung der antioxidativen Kapazität von Lebensmitteln. Je höher der ORAC-Wert eines Lebensmittels ist, desto stärker ist sein antioxidatives Potenzial.

Die Hautalterung ist auch auf externe Faktoren zurückzuführen, die die Strukturproteine der Haut verändern, oxidativen Stress und Entzündungen begünstigen und den Abbau von Gewebe beschleunigen.

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