Jedes Haar besteht aus einem Haarschaft und einer Haarwurzel. Der Schaft ist der sichtbare Teil des Haares, der aus der Haut herausragt. Die Haarwurzel steckt in der Haut und reicht bis in das Unterhautgewebe. Sie ist von Haut- und Bindegewebe eingehüllt – dem Haarfollikel, in den auch eine Talgdrüse mündet. Die Haarfollikel sind die Strukturen, welche die Haarwurzel umgeben und dadurch das Haar in der Haut verankern.
Die Haarfarbe eines Menschen hängt von der Menge der Pigmente (Melanine) ab, die in der Faserschicht der Haare enthalten sind. Für die Farbe der Haare sind die Melanozyten verantwortlich. Sie befinden sich in den Haarfollikeln in der Haut, in denen auch die Haare gebildet werden. Diese Zellen bilden die Melanine, Pigmente, die sich in die wachsenden Haare einlagern und sie so je nach Zusammensetzung heller oder dunkler aussehen lassen.
Die Melanozyten werden immer dann neu gebildet, wenn gerade ein Haar entsteht. Dafür sind die Melanozyten-Stammzellen zuständig, die ebenfalls in den Follikeln sitzen. Sie können sich bei Bedarf teilen und so neue pigmentproduzierende Zellen - die Melanozyten - liefern.
"Die Haarfarbe wird dadurch gesteuert, dass Pools an Stammzellen das Signal bekommen, zu reifen Zellen - Melanozyten - zu werden, die dann die Pigmente herstellen", heißt es in einer Aussendung der New York University Grossman school of medicine, deren Forscher die Studie geleitet haben.
In ihrer Studie, die im Fachjournal Nature online veröffentlcht wurde, zeigen die Wissenschafter, dass diese Stammzellen bemerkenswert plastisch sind. Dabei konzentrierten sie sich auf Zellen in der Haut von Mäusen.
Während des normalen Haarwachstums bewegen sich diese Melanozyten-Stammzellen in unterschiedlichen Bereichen (Kompartimenten) der sich entwickelnden Haarfollikel hin und her. Dabei sind sie unterschiedlichen Wachstumssignalen ausgesetzt, die ihre Reifung zu Melanozyten beeinflussen.
Die Forscher fanden heraus, dass sie mit dem Altern der Haaren, ihrem Ausfallen und wiederholten Nachwachsen zunehmend unbeweglicher werden - und im Stammzellkompartiment - dem Haarfollikelwulst - gleichsam stecken bleiben.
Dadurch, dass sie ihre Beweglichkeit verlieren, sind die Stammzellen aber viel weniger Wachstumssignalen ausgesetzt - sie reifen nicht zu Melanozyten, es wird in den neuen Haarfollikeln kein Pigment mehr gebildet - und die Haare werden grau. Im Gegensatz dazu behielten andere Melanozyten-Stammzellen, die sich weiterhin zwischen dem Follikelwulst und dem keimenden Haar hin und her bewegten, über den gesamten Studienzeitraum von zwei Jahren ihre Fähigkeit, zu Melanozyten zu reifen.
Keine Beweglichkeit, kein Pigment
Dieser Verlust ihrer Beweglichkeit könnte für das Ergrauen und den Verlust der Haarfarbe verantwortlich sein, schreiben die Wissenschafter.
"Unsere Studie trägt zu einem grundlegenden Verständnis bei, wie Melanozyten-Stammzellen arbeiten, um Haare zu färben", sagt Studienleiter Qi Sun. Die Forscher vermuten, dass derselbe Mechanismus des "Steckenbleibens" der Stammzellen auch beim Menschen existiert. Sollte sich das bestätigen, könnte das Ergrauen der Haare verhindert oder rückgängig gemacht werden, "indem gestaute Zellen dabei unterstützt werden, sich wieder zwischen den sich entwickelnden Haarfollikelkompartimenten zu bewegen".
In weiteren Studien wollen die Forscher jetzt nach Möglichkeiten suchen, die Beweglichkeit der Stammzellen wiederherzustellen.
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