INDICE ARTICOLO
Was ist das?
Die Fibroblasten sind die spezifischen Zellen des Bindegewebes.
Die verschiedenen Arten von Bindegewebe haben vor allem unterfüllende und stützende Funktion, sorgen für Elastizität und Schutz. Zum Bindegewebe zählen Sehnen, Bänder, Haut, Knorpel, Fettgewebe und Knochen.
Im Bindegewebe sind die Fibroblasten für die Synthese der verschiedenen Komponenten der extrazellulären Matrix verantwortlich, und zwar:
- der Fasern (Kollagenfasern, retikuläre Fasern, elastische Fasern);
- der Grundsubstanz (Proteoglykane und Glykoproteine).
Der Faseranteil sichert dem Bindegewebe Unterstützung, Widerstandsfähigkeit, Elastizität und mechanischen Zusammenhalt.
Die Grundsubstanz agiert als mechanische Stütze und Filter und liefert Druckfestigkeit. Als gelatinöse Substanz füllt sie den Raum zwischen Fibrillen und Fibroblasten aus.
Die Fibroblasten sind die am häufigsten vorkommenden Zellen des Bindegewebes. Ihre Aufgabe ist es, die Komponenten zu produzieren und zu verarbeiten, die die strukturelle Integrität dieser Gewebeart aufrechterhalten.
Fibroblasten in der Haut
Die Dermis ist die untere Schicht der Haut, die für Struktur, Kraft, Nährstoffversorgung und Flexibilität sorgt.
Die Dermis (oder Lederhaut) besteht in erster Linie aus dermalen Fibroblasten.
Fibroblasten sind mesenchymaler Herkunft, sie weisen einen länglichen, spindelförmigen Zellleib und einen länglich-ovalen Zellkern auf.
In der Dermis gibt es drei Subpopulationen von Fibroblasten: eine in der papillären (oberflächlichen) Dermis, eine in der retikulären (tiefen) Dermis und eine in Verbindung mit den Haarfollikeln.
Aufgaben
Auch in der Haut produzieren Fibroblasten die Bestandteile der extrazellulären Matrix (EZM).
Die extrazelluläre Matrix ist eine Art Netz, das die Zellen miteinander verbindet, ihnen so Halt bietet und ihre gegenseitige Interaktion ermöglicht.
Die extrazelluläre Matrix besteht aus:
- Fibrillären Proteinen: Kollagen, Elastin und Fibronektin;
- Grundsubstanz (amorphe, wie Gelatine aussehende Substanz): dazu gehören die als Proteoglykane bezeichneten Makromoleküle, die sich an lange Hyaluronsäureketten binden.
Abgesehen von dieser Hauptfunktion tragen Fibroblasten zum Aufbau und Wachstumszyklus der Haarfollikel bei und spielen eine wichtige Rolle bei der Wundheilung.
Wundheilung
Dermale Fibroblasten arbeiten kontinuierlich an der Erneuerung der Hautkomponenten.
Vor allem aber werden sie aktiviert, wenn es zu Schäden in der Hautstruktur kommt.
In solchen Fällen vermehren sich die Fibroblasten und wandern zur Wunde, wo sie zum Aufbau einer extrazellulären Matrix, zur Eindämmung der Entzündung und zur Gewebereparatur beitragen.
Zudem wird eine spezielle Subpopulation differenzierter Fibroblasten aktiviert, die Myofibroblasten, die Proteine zur Kontraktion der Wunde synthetisieren.
Im Laufe der Wundheilung werden die Myofibroblasten durch Fibroblasten ersetzt, die zur Bildung einer Matrix aus Narbengewebe führen, das reich an fibrotischem Kollagen ist.
Stimulation der Fibroblasten
Allgemeines
Bedenkt man ihre biologischen Aufgaben, so wird deutlich, dass die Stimulation dermaler Fibroblasten einerseits dazu beitragen würde, die Heilung von Wunden und Verbrennungen zu beschleunigen, und andererseits, die Hautstruktur zu verbessern (indem Spannung und Feuchtigkeitsversorgung gesteigert und Falten reduziert werden).
Mit zunehmendem Alter nimmt die biologische Aktivität der Fibroblasten schrittweise ab. Folglich verringern sich auch Dichte und Kraft der extrazellulären Matrix, was zu einem Ausdünnen der Haut und Elastizitätsverlust führt.
Der Kollagenverlust im Körper beginnt in einem Alter von 18-29 Jahren. Nach dem 40. Lebensjahr kann der menschliche Körper etwa 1% Kollagen pro Jahr verlieren und um das 80. Lebensjahr kann die Kollagensynthese im Vergleich zu jungen Erwachsenen um 75% abnehmen 1, 2.
Kosmetika
Damit ein kosmetischer Wirkstoff die Aktivität und Vermehrung der Fibroblasten anregen kann, muss er zunächst durch die Oberhaut bis in die Lederhaut vordringen können.
Gerade darin liegt die Schwierigkeit, da die Haut ja als Barriere gegen das Eindringen von Fremdkörpern dient.
Obwohl sich gezeigt hat, dass viele kosmetische Wirkstoffe die Funktion von Fibroblasten in vitro (d. h. im Labor) stimulieren können, ist ihre Wirkung in vivo (d. h. auf der menschlichen Haut) häufig sehr gering, wenn nicht sogar gleich Null.
Scrubs und Peelings
Werden die obersten Schichten der Epidermis (oder Oberhaut) entfernt (oberflächliches Peeling), führt dies zu einer gesteigerten Aktivität der Fibroblasten sowie zu einer gesteigerten Produktion von Kollagen, Hyaluronsäure und Elastin 3.
Dieses Peeling kann auf mechanische Weise, also durch Abkratzen der Hautzellen mit abrasiven Mitteln (wie Salz oder gemahlenen Kernen), oder aber auf chemische Weise (z.B. Mit Alpha-Hydroxysäuren, Beta-Hydroxysäuren, Poly-Hydroxysäuren) erfolgen.
Für nähere Informationen lesen Sie unsere Artikel über Peelings, Chemische Peelings und Scrubs »
Retinoide
Retinoide sind Derivate des Vitamins A.
Einige Retinoide, wie beispielsweise Retinol, dürfen in kosmetischen Produkten verwendet werden; andere, wie beispielsweise Retinsäure, gelten als rezeptpflichtige Arzneimittel.
Retinol und seine Derivate, die topisch (auf die Haut) aufgetragen werden, stimulieren die Zellaktivität von Keratinozyten, Fibroblasten, Melanozyten und Langerhans-Zellen 5.
Auf diese Weise können sie dazu beitragen, die Synthese von Kollagen (das der Haut Widerstandsfähigkeit verleiht) und Glykosaminoglykanen (wie Hyaluronsäure, die Wasser binden und so die Feuchtigkeitsversorgung und Dicke der Epidermis erhöhen) zu erhöhen.
Es konnte klinisch gezeigt werden, dass Retinol das Erscheinungsbild von Falten verbessert, die durch Sonnenschäden oder normales Altern verursacht werden 6, 7, 8.
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Bioaktive Peptide
Peptide sind kurze Sequenzen von Aminosäuren, die klein genug sind, um zumindest teilweise durch die Epidermis zu gelangen.
Einige dieser Peptide können bis zur Dermis (oder Lederhaut) vordringen und sich an spezifische Rezeptoren in den Fibroblasten binden, um deren Aktivität anzuregen.
So ist zum Beispiel Pal-KTTKS (Handelsname Matrixyl, Syn. Palmitoil Pentapeptide-4) ein Fragment des hauteigenen Kollagens und verfügt über die Eigenschaft, die Produktion neuen Kollagens anzuregen (Unterstützung der Wundheilung) 9.
Auch GHK-Cu ist ein Fragment von Hautkollagen, das mit Kupfer komplexiert ist; es stimuliert die Wundheilung in In-vitro-Systemen durch Erhöhung der Produktion spezifischer Komponenten der Hautmatrix wie Kollagen, Elastin und MMPs 10.
Östrogene und Phytoöstrogene
Östrogene haben deutliche Auswirkungen auf die Physiologie der Haut und Keratinozyten der Epidermis verändern die Aktivität der dermalen Fibroblasten und Melanozyten.
Das Absinken des Östrogenspiegels während der Wechseljahre verringert die Kollagensynthese seitens der Fibroblasten, was zu einem Verlust der Spannung und Dicke der Haut sowie zum Auftreten von Trockenheit und Juckreiz, Falten und empfindlicher Haut führt.
Studien zeigen, dass bis zu 30% des Kollagens in der Haut in den ersten 5 Jahren nach der Menopause verloren geht 11; danach sinkt die Abnahme auf 2% pro Jahr 12.
Die Orale Einnehme (siehe Hormonersatztherapie) oder topischen Anwendung von Östrogenen scheint die Aktivität von Fibroblasten zu erhöhen und dadurch die Hautstruktur (Feuchtigkeit, Spannung, Elastizität usw.) zu verbesseren 13, 14, 15, 16, 17, 18.
Ähnliche Vorteile könnten auch durch topische Anwendung oder orale Einnahme von Phytoöstrogenen, wie Soja-Isoflavonen, erzielt werden 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25.
Die biologische Wirksamkeit von Isoflavonen ist jedoch deutlich geringer als die von synthetisch hergestellten Östrogenen, so dass die Vorteile einer topischen oder oralen Hormontherapie eindeutig höher sind 24.
Anteile von Pflanzenölen
Der unverseifbare Anteil einiger Pflanzenöle – wie Avocadoöl, Sojaöl, Kokosöl und Olivenöl – könnte zur Stimulation der Fibroblasten beitragen und die Aktivität der Kollagenasen (Enzyme, die das Kollagen der Haut abbauen) bremsen 26, 27, 28.
Pflanzenextrakte
Einige Pflanzenextrakte – wie Boswellia und Centella asiatica – haben in Vorstudien gezeigt, dass sie Fibroblasten stimulieren und das Erscheinungsbild der Haut verbessern können 29, 30, 31.
Zum Beispiel reduzierte eine Creme mit 2% Boswellia-Extrakt (zweimal täglich für 5 Wochen) die durch Strahlentherapie verursachte Rötung und Reizung der Haut deutlich. Zudem hat sie auch den Bedarf an einer Cortisoncreme um 60 % gesenkt 32.
Zellstudien haben gezeigt, dass Echinacea den Abbau von Kollagen durch freie Radikale hemmt. Nach topischer Anwendung bei Ratten hat sie auch die Wundheilung unterstützt (Narbenbildung) 33, 34.
Nahrungsergänzungsmittel
Kollagen-Präparate
Nach der Einnahme wird das Kollagen im Zuge der Verdauung in Aminosäuren und kleinere Peptide gespalten, die dann resorbiert und zum Wiederaufbau von Kollagen oder anderen Proteinen verwendet werden 35.
Es hat sich gezeigt, dass die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln mit Kollagen-Hydrolysat die Kollagenproduktion anregt und einzigartige Vorteile für Haut und Gelenke bietet 36.
In der Dermis wirken die Produkte der Kollagenverdauung doppelt 37, 38, 39:
- Die freien Aminosäuren liefern die Bausteine zur Bildung von Kollagen- und Elastinfasern;
- die Oligopeptide wirken als Liganden, indem sie die Rezeptoren auf der Membran der Fibroblasten aktivieren und auf diese Weise die Produktion von neuem Kollagen, Elastin und Hyaluronsäure stimulieren.
Verschiedene klinische Studien zeigen, dass Kollagenpräparate die Hautalterung verlangsamen können, indem sie Falten und trockene Haut reduzieren und die Elastizität der Haut verbessern 40, 41, 42, 43.
Mehr zu diesem Thema finden Sie in unserem Artikel: Meereskollagen | Eigenschaften, Vorteile | Wirkung auf die Haut”
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Schönheitsmedizinische Behandlungen
Verschiedene schönheitsmedizinische Behandlungen, wie Mikrodermabrasion, Radiofrequenz, Micro-Needling, Ultraschall und Laserbehandlung, tragen zur Stimulation der Synthese von Kollagen und Elastin bei.
Die Wirksamkeit dieser Behandlungen beruht paradoxerweise auf einer Schädigung der tiefer liegenden Hautschichten.
Dieser Schaden regt die Aktivierung von Fibroblasten an, um die geschädigten Bereiche zu reparieren; daraus ergibt sich eine gesteigerte Synthese von Molekülen, die für die Schönheit und Struktur der Haut wichtig sind.
Beispielsweise werden durch Micro-Needling zahlreiche Mikrowunden erzeugt, die zur Freisetzung verschiedener Wachstumsfaktoren anregen, was zu einer gesteigerten Synthese und Ablagerung von Kollagen und Elastin in der Dermis führt 44.
Laser- oder Ultraschallbehandlungen hingegen führen zu einer thermischen (wärmebedingten) Schädigung der Dermis. Dies führt zu einer fast unmittelbaren Kontraktion des Kollagens, was wiederum eine Erhöhung des Hauttonus mit sich bringt 45, 46.
Darüber hinaus stimuliert der dermale biologische Schaden in den folgenden Wochen die Produktion und Erneuerung von Kollagen, wodurch die Textur der Haut verbessert und dem Erschlaffen der Haut entgegengewirkt wird.
Biostimulation
Die Biostimulation basiert auf der kutanen Mikroinjektion von Wirkstoffen, welche die Wirkung der Fibroblasten fördern und stimulieren können, um eine ästhetische und funktionelle Verbesserung der Haut zu erreichen.
Diese biorevitalisierenden Präparate können Vitamine (A, C, E, Nitcotinamid), niedermolekulare Hyaluronsäure, Aminosäuren, Mineralstoffe, antioxidative Enzyme und biomimetische Peptide enthalten.
Die möglichen, von Ärzten verwendeten Gemische sind sehr heterogen; folglich ist es schwierig, die allgemeine Wirksamkeit der Biostimulation zu beurteilen.
Darüber hinaus liefern die Studien in der Literatur widersprüchliche Ergebnisse, da in vielen Fällen keine signifikanten Vorteile auf ästhetischer oder funktioneller Ebene beobachtet werden konnten 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53.
