Der Energiehaushalt der Zellen

Wie auch in den anderen Körpergeweben benötigen die Zellen der Haut zur Aufrechterhaltung ihrer Lebensfunktionen, Regenerations- und Reparaturfähigkeiten und ihrem Wachstum Energie. Diese Energie entsteht während der intrazellulären Stoffwechselvorgänge.

Durch den dermalen Blutstrom werden die Basalzellen mit Nährstoffen wie Fetten, Kohlenhydraten, Proteinen und Sauerstoff versorgt. Freie Fettsäuren spielen, falls ausreichend vorhanden, die größte Rolle bei der Energiegewinnung der Hautzellen. In Zellen wie denen des Stratum granulosum – in die wenig Glucose diffundiert – scheinen sogar die beim Abbau der Zellmembran freigesetzten Fettsäuren zur Energiegewinnung beizutragen.

In jeder Papille der Dermis verläuft eine sogenannte Kapillarschleife, aus der Nährstoffe über eine kurze Distanz bis in die Basalschicht diffundieren können

Methoden der Energiegewinnung
Bei der Energiegewinnung der Zellen unterscheidet man zwischen:

• Glykolyse
• Citratcyclus
• Atmungskette

Die Glykolyse findet im Zytoplasma statt und ist eine schnell abrufbare Form der Energiegewinnung. Die auch als "Biologische Oxidation" bezeichneten Stufen des Citratcyclus und der Atmungskette finden in den Mitochondrien der Zellen statt.

In der 3. Stufe des Stoffwechsels – der Atmungskette – werden Wasserstoffatome in Protonen und Elektronen aufgetrennt. Letztere werden entlang einer elektronenübertragenden Kette, dem Elektronentransport, auf Sauerstoff übertragen. Dabei wird die entstehende Energie mit Hilfe der oxidativen Phosphorylierung in chemische Energie umgewandelt (ATP).

Die Atmungskette – Meister der Energiegewinnung
In der Atmungskette erfolgt der quantitativ bedeutenste Teil der Energiegewinnung. Alle enzymatischen Abbauvorgänge von Fetten, Kohlenhydraten und Aminosäuren enden in dieser 3. Stufe des aeroben Stoffwechsels. Dabei spielen die Elektronenübertragungssysteme der Atmungskette eine zentrale Rolle: Als Elektronenträger fungieren hierbei bestimmte Proteine, die fast ausschließlich in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert sind.

Substanzen wie die NAD(P)-abhängigen Dehydrogenasen, das Ubichinon (Coenzym Q10) oder die Cytochrome dienen als Sammelstelle für Reduktionsäquivalente bzw. als Elektronen-Carrier.



Die so in der Elektronenkette freiwerdende Energie wird chemisch in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert.

Hautalterung und ein besonderer Elektronen-Carrier
Neueren Forschungsergebnissen zufolge spielen Mangelzustände an einem bestimmten Coenzym der Atmungskette, dem Coenzym Q10 (CoQ10), eine wichtige Rolle bei der verminderten Zellregenerationsfähigkeit infolge von u.a. Alterung oder oxidativem Streß. So wird die orale Substitution von CoQ10 bei Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen zum Ausgleich dieses Mangels empfohlen.

Im Rahmen einer biophysikalischen Studie konnte jetzt erstmals gezeigt werden, daß sich die Zeichen der Hautalterungs mittels topisch appliziertem Coenzym Q10 reduzieren lassen.

ZUSAMMENFASSUNG:

Bei der Energiegewinnung der Hautzellen spielt die 3. Stufe des Stoffwechsels, die Atmungskette, eine bedeutende Rolle: Für die als Elektronen-Carrier und Sammelstelle von Reduktionsäquivalenten fungierende Substanz Coenzym Q10 konnte in einer biophysikalischen Studie gezeigt werden, daß sie – topisch appliziert – die Zeichen der Hautalterung reduziert.

Quellen
Fritsch P. (1990): Dermatologie. 3. Auflage. Springer-Verlag • Heymann E. (1994): Haut, Haar und Kosmetik - Eine chemische Wechselwirkung. S. Hirzel Verlag Stuttgart • Plewig G., Jansen T., Schürer N. Y. (1997): Das Stratum corneum. Der Hautarzt 48: 510-521, Springer-Verlag • Raab W., Kindl U. (1991): Pflegekosmetik - Ein Leitfaden. Gustav Fischer Verlag Stuttgart, Govi-Verlag Frankfurt.