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Kollagen und Elastin
Elastin ist eine Proteinsubstanz mit bemerkenswerten elastischen Eigenschaften.
Es bildet den Hauptbestandteil von elastischem Bindegewebe, das vor allem in der Aorta, in einigen Bändern und sogar in der Haut vorkommt.
Die extrazelluläre Matrix gilt als charakteristisches Merkmal des Bindegewebes. Es bildet den außerhalb der Zellen befindlichen Gewebeanteil, der diesen Halt und Unterstützung verleiht,
- indem es die verschiedenen Gewebearten voneinander trennt;
- die Zellbewegung reguliert;
- die Zellkommunikation begünstigt;
- ein lokales Depot für Zellwachstumsfaktoren darstellt.
Die extrazelluläre Matrix besteht in erster Linie aus Kollagen- und Elastinfasern.
Das Kollagen ist für die Zugfestigkeit verantwortlich, während Elastin der Haut Elastizität verleiht.
Sowohl Kollagen als auch Elastin sind Proteine. Produktion und Widerstandsfähigkeit von Kollagen und Elastin nehmen mit zunehmendem Alter ab, wodurch es zu schlaffer Haut und Falten kommt.
Aus diesem Grund stellt die Steigerung der Kollagen- und Elastinsynthese das gemeinsame Ziel von Anti-Falten-Präparaten, Anti-Aging-Kosmetika und schönheitsmedizinischen Behandlungen da, die auf eine Umkehr der Hautalterung abzielen.
Elastinfasern nehmen mit zunehmendem Alter aufgrund einer verringerten Synthese und eines erhöhten Abbaus ab. Folglich kommt es zu einer Erschlaffung der Haut sowie zu einem Rückgang der Hautelastizität.
Eigenschaften von Elastin
Die elastischen Fasern sind ein wichtiger Bestandteil des Bindegewebes und ihre Aufgabe ist es, der Haut und anderen Gewebearten Elastizität und Festigkeit zu verleihen.
Diese elastischen Fasern bestehen hauptsächlich aus Elastin sowie einer gewissen Anzahl an mikro-fibrillären Proteinen, die zusammen ein dichtes Fasernetz bilden.
Ihre Aufgabe ist es, der Haut, den Arterien und der Lunge Flexibilität zu verleihen.
Die elastischen Fasern haben die Fähigkeit, nach dem Zusammenziehen oder Dehnen wieder in ihre Ausgangsposition zurückzukehren. Ganz wie ein Gummiring.
Dennoch weisen sie eine niedrige Zugfestigkeit auf und würden bei Überschreiten einer gewissen Schwelle rasch reißen. Das Kollagen, das sich hingegen durch seine Festigkeit auszeichnet, wird dieser übermäßigen Zugbelastung entgegen und schützt das Elastin vor dem Reißen.
Ein aus intakten elastischen Fasern bestehendes Netzwerk ist von grundlegender Wichtigkeit für die Elastizität der Haut, wie zum Beispiel die Tatsache beweist, dass chronische Sonneneinstrahlung die Architektur dieser Fasern (Elastose) zerstört und es somit zu einem Verlust der Hautelastizität kommt.
Im Gegensatz zu den meisten körpereigenen Proteinen, die kontinuierlich erneuert werden (turnover), scheint sich Elastin im Laufe des Lebens nicht selbst zu erneuern 1 (mit einer Halbwertzeit von mehr als 70 Jahren).
Der Stoffwechselumsatz von Elastin ist langsam, mit einer Halbwertszeit, die mit der Dauer des menschlichen Lebens vergleichbar ist. Anders als bei Kollagenfasern wird daher nicht angenommen, dass die Funktion elastischer Fasern von einer ständigen Umgestaltung und einem konstanten Turnover abhängt.
Die Elastinsynthese nimmt nach einer Hautschädigung, wie einer Wunde oder einer Verbrennung, von Natur aus zu; das neu produzierte Elastin ist jedoch nicht besonders funktionsfähig und übt keine Wirkung auf die Steigerung der Hautelastizität aus.
Da sich Elastin nicht selbst erneuern kann (oder dies extrem langsam tut oder dabei auf jeden Fall einen Teil seiner Eigenschaften verliert), ist es wichtig, es vor dem Angriff durch Enzyme (sogenannte Metalloproteinasen) zu schützen, die seine strukturelle und funktionelle Integrität untergraben.
Übermäßige Sonneneinstrahlung aktiviert diese Enzyme und verursacht so morphofunktionelle Veränderungen des Elastins, die sich als sogenannte aktinische Elastose bemerkbar machen.
Elastin schützen und steigern
Krankheiten, Entzündungen, sonnenbedingte Hautschäden und die Exposition der Lunge mit Zigarettenrauch können zum Abbau elastischer Fasern führen.
Ultraviolette Strahlung (UV-Strahlen) gilt im Laufe der Jahre als eine der wichtigsten Ursachen für Hautschäden und ist für den als Lichtalterung bekannten Prozess verantwortlich.
Das Auftreten einer solaren Elastose ist eines der Hauptmerkmale für die Lichtalterung der Haut und besteht darin, dass die elastischen Fasern auf unorganisierte und nicht funktionsorientierte Weise abgebaut werden 1.
Beide Proteine, Kollagen und Elastin, werden von den Fibroblasten produziert, speziellen Zellen, die sich in den unteren Schichten der Lederhaut (Dermis) befinden.
Retinol
Retinol, auch als Vitamin A bezeichnet, ist (zusammen mit seinen Derivaten, den sogenannten Retinoiden) dafür bekannt, die Produktion von Hautkollagen zu steigern; darüber hinaus könnte es die Bildung und den Aufbau von Elastinfasern stimulieren.
Im Rahmen einer In-vitro-Studie hat Retinol die Genexpression von Elastin und die Bildung von Elastinfasern in den Fibroblasten der menschlichen Haut induziert 2.
Vitamin C
Vitamin C (Ascorbinsäure) ist ein Cofaktor bei der Hydroxylierung von Lysin und Prolin, der zur Herstellung der Tripelhelix-Struktur von Kollagen erforderlich ist.
Zudem dient es dem Vernetzungsprozess, der lösliches Tropoelastin (einen Vorläufer) in unlösliches Elastin umwandelt 3.
In-vitro-Studien (mit kultivierten Fibroblasten) haben unterschiedliche Ergebnisse gezeigt: Vitamin C kann die Elastinsynthese sowohl stimulieren als auch hemmen 4, 5. In einer Studie an Ratten erhöhte es die Kollagensynthese und verringerte den Elastinverlust 6.
Es hat sich gezeigt, dass die topische Anwendung eines 5%-igen Vitamin-C-Komplexes mit Rosa-Moschata-Öl (reich an Vitamin A, C, E, essentiellen Fettsäuren) und Proteoglykanen die Kollagen- und Elastinsynthese erhöht 7.
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Kollagen-Präparate
Kollagen-Hydrolysat ist aufgrund seines niedrigen Molekulargewichts hochverdaulich und wird in den verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers absorbiert und verteilt.
In der Dermis wirkt Kollagen-Hydrolysat auf zweifache Weise:
- die bei seiner Verdauung entstehenden freien Aminosäuren liefern die Bausteine zur Bildung von Kollagen- und Elastinfasern;
- die Oligopeptide des Kollagens wirken als Liganden, sie binden sich also an die Rezeptoren auf der Membran der Fibroblasten und stimulieren die Produktion von neuem Kollagen, Elastin und Hyaluronsäure.
Zudem wurde beobachtet, dass die Einnahme von Kollagen-Präparaten (in flüssiger oder Pulverform) die Produktion anderer für die Schönheit der Haut wichtiger Moleküle fördern kann, wie Elastin, Hyaluronsäure und Fibrillin 8, 9.
Nach der Einnahme eines Kollagen-Drinks verbleiben die Kollagenpeptide bis zu 14 Tage in der Dermis und garantieren der Haut so nicht nur Schutz vor UV-Strahlung und einen besseren Feuchtigkeitshaushalt, sondern tragen gleichzeitig zur Reparatur von endogenem Elastin und beschädigten Kollagenfasern bei 10.
Eine Studie an 64 Teilnehmern ergab, dass eine 12-wöchige Behandlung mit 1 Gramm Kollagenpeptiden die Falten deutlich reduzieren und den Feuchtigkeitshaushalt sowie die Elastizität im Vergleich zur Placebogruppe verbessern konnte 11.
Im Rahmen einer Studie an 114 Frauen mittleren Alters, die über 8 Wochen lang täglich 2,5 Gramm Kollagen-Hydrolysat Typ I eingenommen hatten, konnte die Faltentiefe um 20% gemindert werden 12.
In einer anderen Studie an 72 Frauen im Alter von 35 oder mehr Jahren reduzierte die tägliche Einnahme von 2,5 g Kollagen-Hydrolysat Typ I und II über 12 Wochen die Faltentiefe um 27% und steigerte die Feuchtigkeitsversorgung der Haut um 28% 13.
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Genistein
Genistein (ein in der Sojabohne vorkommendes Isoflavon, das für seine phytoöstrogene Wirkung bekannt ist) ist ein selektiver Estrogenrezeptormodulator (SERM).
Als Östrogenrezeptor-Antagonist stimuliert Genistein die Produktion von neuem Kollagen. Es hemmt die Tyrosin-Proteinkinase und die Metalloproteasen, wodurch es die De-Novo-Produktion von Kollagen und Elastin stimuliert und deren Abbau hemmt 14.
Topisch angewandtes Genistein hat keine signifikante physiologische Wirkung auf die Haut, es sei denn, es ist in Liposomen eingekapselt. Es wurde gezeigt, dass liposomales Genistein die Dicke und Festigkeit der Haut erhöht, was hauptsächlich durch Kollagen bestimmt wird 15.
Antioxidantien und phytotherapeutische Extrakte
In vorläufigen Studien konnte gezeigt werden, dass zahlreiche Antioxidantien, insbesondere Polyphenole, eine hemmende Wirkung gegen einzelne Metalloproteinasen ausüben.
Der Einsatz von Antioxidantien gilt als sinnvoll, um die schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung zu verringern und der Lichtalterung der Haut vorzubeugen, da sie die Expression und Aktivität der Matrix-Metalloproteasen hemmen können. 16.
Weitere Substanzen, die in vorläufigen In-vitro-Studien gezeigt haben, dass sie die Aktivität der am Abbau der Hautmatrix beteiligten Enzyme verringern, sind Boswelliasäuren 17, Centelloside 18 und das im Hopfen enthaltene Xanthohumol 19.
Medizinische Behandlungen
Es konnte gezeigt werden, dass verschiedene schönheitsmedizinische Behandlungen, wie Mikrodermabrasion, Ultraschall, Micro-Needling und Laserbehandlung, die Synthese von Kollagen und Elastin anregen.
