Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers und erfüllt zahlreiche wichtige Funktionen. Sie schützt den Organismus vor äußeren Einflüssen und Krankheitserregern und trägt gleichzeitig zum kontrollierten Austausch mit der Umwelt bei.
Dazu gehören unter anderem die Regulation der Körpertemperatur, die UV-abhängige Vitamin-D-Synthese sowie die Wahrnehmung von Sinnesreizen.
MerkeSteckbrief Haut
- Lage: äußere Begrenzung des Körpers; umhüllt den gesamten Organismus und bildet die Schnittstelle zwischen Körper und Umwelt
- Größe: größtes Organ des Menschen; Fläche ca. 1,5–2 m², Gewicht etwa 10–15 % des Körpergewichts (inkl. Unterhautfettgewebe)
- Form: flächig ausgebreitetes, elastisches und anpassungsfähiges Organ, das den Körper vollständig bedeckt
Die Haut gliedert sich in mehrere Schichten:
- Epidermis (Oberhaut): Äußerste Schicht, schützt vor Keimen, mechanischen Einflüssen und Austrocknung
- Dermis / Corium (Lederhaut): Bindegewebsschicht mit Gefäßen, Nerven und Sinneszellen → sorgt für Stabilität und Versorgung
- Subkutis (Unterhaut): Besteht aus Fett- und lockerem Bindegewebe → dient als Polster, Energiespeicher und Isolation
TippEpidermis und Dermis bilden gemeinsam die Kutis. Der Name „Subkutis“ leitet sich entsprechend davon ab und bedeutet wörtlich „unter der Kutis“.
Die Oberhaut (Epidermis) besteht aus einem mehrschichtigen, verhornten Plattenepithel. Die darin enthaltenen Zellen werden als Keratinozyten bezeichnet, da sie das Hornprotein Keratin bilden. Diese Zellen entstehen aus Stammzellen der Basalschicht an der Grenze zur Lederhaut und wandern im Verlauf ihrer Entwicklung kontinuierlich in Richtung Hautoberfläche.
Während dieses Reifungsprozesses produzieren die Keratinozyten zunehmend Keratin, verlieren schließlich ihren Zellkern, sterben ab und formen die Hornschicht der Haut. Diese oberste Schicht wird durch mechanische Einwirkungen durchgehend abgerieben, wodurch ein Gleichgewicht zwischen der Neubildung von Keratinozyten und dem Abstoßen alter Hornzellen erhalten bleibt.
InfoDie Dicke der Epidermis ist je nach Körperregion sehr unterschiedlich. In stark beanspruchten Bereichen wie den Fußsohlen kann sie mehrere Millimeter betragen, während sie an empfindlichen Stellen wie den Augenlidern lediglich etwa 40 µm dick ist.
Allgemeiner Aufbau
- Mehrschichtiges Epithel mit Differenzierung der Zellschichten bis zur Ausbildung einer Hornschicht (Stratum corneum)
- Obere Zellen sind kernlos, abgestorben und in widerstandsfähige Hornschuppen (Korneozyten) umgewandelt
- Dient als Schutz vor mechanischen Einflüssen, chemischen Reizen, Mikroorganismen und Austrocknung
- Enthält eine Lipidbarriere (aus Lamellenkörperchen), die zusätzlich den Wasserverlust verhindert
Funktion
- Schutz vor Keimen, mechanischen Reizen und Austrocknung
In der Lederhaut werden zwei Schichten unterschieden:
- Papillarschicht
- Geflechtschicht
Papillarschicht
Die Papillarschicht liegt unmittelbar unter der Oberhaut (Epidermis) und bildet zapfenförmige Ausstülpungen, die eine feste Verzahnung zwischen Ober- und Lederhaut ermöglichen. Sie besteht aus lockerem Bindegewebe. Dadurch wird verhindert, dass sich die Oberhaut bei Scherkräften verschiebt oder ablöst.
MerkeIn dieser Schicht befinden sich zahlreiche Sinnesrezeptoren. Dazu zählen Meissner-Tastkörperchen, die auf Berührungsreize reagieren, sowie freie Nervenendigungen, welche Kälte-, Wärme- und Schmerzreize aufnehmen.
Geflechtschicht
Die Geflechtschicht schließt ohne klaren Übergang an die Papillarschicht an. Sie besteht aus kräftigen kollagenen Faserbündeln, die in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind. Diese Struktur verleiht der Haut ihre hohe Reißfestigkeit und ermöglicht zugleich eine begrenzte Dehnbarkeit.
Die Anordnung und Dichte der Fasern variiert je nach Körperregion und bestimmt die jeweiligen mechanischen Eigenschaften der Haut.
Die Unterhaut verbindet die Haut mit der oberflächlichen Körperfaszie und sorgt dafür, dass die Haut gegenüber den darunterliegenden Strukturen verschieblich bleibt. Das Ausmaß dieser Verschieblichkeit ist regionsabhängig und besonders ausgeprägt an Stellen wie den Augenlidern, dem Penis und dem Skrotum.
Die Subkutis besteht aus lockerem Bindegewebe, in das überwiegend Fettgewebe eingelagert ist. Sie wird von straffen bindegewebigen Zügen, den sogenannten Retinacula cutis, durchzogen. Diese verbinden die Dermis mit den darunterliegenden Faszien bzw. dem Periost und sorgen für eine stabile Verankerung der Haut.
InfoDie Dicke der Subkutis variiert abhängig von der Körperregion, Körpergewicht und dem Geschlecht. Auch hormonelle Einflüsse beeinflussen die Dicke.
Bei Frauen findet sich vermehrt subkutanes Fett im Bereich von Brust, Hüften und Gesäß, während es bei Männern überwiegend an der Bauchhaut gespeichert wird, was häufig zu einer rundlichen Fettansammlung im Bauchbereich führt.
Die Haut wird über kleine Arterien und Venen mit Blut versorgt, die aus den Gefäßen der Muskulatur hervorgehen. Diese Gefäße ziehen bis zur Grenze zwischen Oberhaut (Epidermis) und Lederhaut (Dermis) und bilden dort ein dichtes, verzweigtes Gefäßnetz.
Die Epidermis besitzt keine eigenen Blutgefäße → wird über dieses Netz indirekt mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt.
Übersicht: Versorgung und Innervation der Haut
| System | Strukturen (vereinfacht) | Funktion |
|---|---|---|
| Arteriell | Arterien, Arteriolen, Kapillaren | Versorgung der Haut, Thermoregulation |
| Venös | Oberflächliche und tiefe Venen | Blutabfluss, Wärmeabgabe |
| Lymphatisch | Lymphgefäße | Abtransport von Gewebsflüssigkeit, Immunabwehr |
| Sensibel | Hautnerven (Spinalnerven, z.B. Dermatome) | Wahrnehmung von Berührung, Schmerz, Temperatur |
| Motorisch | Nervenfasern zu Muskeln und Gefäßen | Bewegung, Gefäßsteuerung, Gänsehaut |
Die Temperaturregulation über die Hautdurchblutung ist ein wesentlicher Mechanismus des menschlichen Körpers, um die Kerntemperatur innerhalb eines optimalen Bereichs zu halten. Die Haut spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie die Schnittstelle zwischen dem Körper und seiner Umgebung darstellt.
MerkeDie Körperkerntemperatur bezieht sich auf die Temperatur der lebenswichtigen Organe und bleibt unter normalen Bedingungen relativ konstant bei 36,5–37,5 °C. Sie ist entscheidend für die Funktion enzymatischer und physiologischer Prozesse.
Die Körpertemperatur kann durch interne Faktoren wie Metabolismus, hormonelle Veränderungen und körperliche Aktivität sowie durch externe Faktoren wie Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit schwanken. Morgens ist die Körpertemperatur meistens niedriger und am späten Nachmittag, sowie durch körperliche Anstrengung höher. Auch durch den Menstruationszyklus kommt es bei Frauen zu Schwankungen der Körpertemperatur. Die Körpertemperatur wird bei Fieber zur besseren Bekämpfung von Krankheitserregern erhöht.
Thermoregulation
DefinitionDie Regulation des Wärmehaushalts, auch Thermoregulation genannt, ist ein lebenswichtiger Prozess, durch den der Körper seine Kerntemperatur innerhalb enger Grenzen hält, um eine optimale Funktion der physiologischen Prozesse zu gewährleisten. Der menschliche Körper verwendet verschiedene Mechanismen zur Wärmeabgabe und -produktion, um auf wechselnde Umgebungstemperaturen zu reagieren.
Zentrale Steuerung:
- Hypothalamus: Bestimmte Gebiete des Hypothalamus erhalten Informationen aus den Temperatursensoren und initiieren entsprechende Reaktionen zur Wärmeerzeugung oder -abgabe
Temperatursensoren:
- Zentral:
- Hypothalamus (misst Bluttemperatur)
- Rückenmark, Hirnstamm, Abdomen
- Peripher:
- Haut (misst Umwelt- und Außentemperatur)
Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme:
| Mechanismus | Wärmeabgabe | Wärmeerhalt |
|---|---|---|
| Gefäße | Vasodilatation → Durchblutung ↑ | Vasokonstriktion → Durchblutung ↓ |
| Haut | Schwitzen (Verdunstung) | Trockene Haut |
| Transport | Strahlung, Konvektion, Konduktion | Reduzierte Wärmeabgabe |
| Kreislauf | Periphere Durchblutung ↑ | Zentralisation (z.B. bei Schock) |
| Gewebe | - | Fettgewebe als Isolation |
Temperaturregulation über die Hautdurchblutung
MerkeDie Temperaturregulation über die Hautdurchblutung ist ein wesentlicher Mechanismus des menschlichen Körpers, um die Kerntemperatur innerhalb eines optimalen Bereichs zu halten. Die Haut spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie die Schnittstelle zwischen dem Körper und seiner Umgebung darstellt.
Vasodilatation:
- Bei Erhöhung der Körpertemperatur (z.B. durch körperliche Aktivität oder hohe Umgebungstemperaturen) erweitern sich die Blutgefäße in der Haut (Vasodilatation), um die Durchblutung zu erhöhen
- Die verstärkte Durchblutung ermöglicht einen effizienteren Wärmeaustausch mit der Umgebung
durch Konvektion, infrarote Strahlung und Verdunstung, was zu einer Abkühlung des Körpers führt - Mechanismen:
- Sympathikus ↓ → Abnahme der konstriktorischen Innervation der Hautgefäße über α-adrenerge Nerven → Vasodilatation
- Freisetzung vasodilatierender Stoffe wie Bradykinin
Vasokonstriktion:
- Bei niedrigen Temperaturen ziehen sich die Blutgefäße in der Haut zusammen (Vasokonstriktion), was die Durchblutung verringert und somit die Wärmeabgabe an die Umgebung reduziert
- Diese Verringerung der Hautdurchblutung hilft, die Wärme im Körperkern zu bewahren und eine Unterkühlung zu verhindern
- Mechanismus:
- Sympathikus ↑ → Aktivierung glatter Gefäßmuskulatur über Noradrenalin (α1-Rezeptoren) → Vasokonstriktion
Gegenstromprinzip
Das Gegenstromprinzip von Arterien und Venen ist ein effizienter Mechanismus der Thermoregulation, insbesondere in Extremitäten. Es ermöglicht dem Körper, die Wärme effizient zu verteilen und zu bewahren.
- Gegenläufige Anordnung: Arterien, die warmes Blut vom Herzen wegtransportieren, und Venen, die kühleres Blut zum Herzen zurückführen, liegen eng beieinander
- Durch diese Nähe können Wärmeaustauschprozesse stattfinden
- Wärmeübertragung: Während das warme Blut durch die Arterien fließt, wird Wärme an das kühlere, in den Venen zurückfließende Blut übertragen
- Dies reduziert den Wärmeverlust an die Umgebung, insbesondere bei kalten Umgebungsbedingungen
- Effizienz in der Temperaturregulation:
- Wärmebewahrung in der Kälte: In kalter Umgebung hilft das Gegenstromprinzip, die Körperwärme zu bewahren, indem es verhindert, dass zu viel Wärme über die Extremitäten verloren geht
- Die Gefäße werden eng gestellt und der Wärmeaustausch dadurch verbessert
- Wärmeabgabe in der Wärme: In warmer Umgebung kann der Prozess umgekehrt ablaufen, um die Wärmeabgabe zu erleichtern. Es wird der Blutfluss in den Extremitäten erhöht, was eine effizientere Wärmeabgabe an die Umgebung ermöglicht
- Dies geschieht durch Weitstellung der Gefäße, wodurch der Wärmeaustausch zwischen den Gefäßen verringert wird
- Wärmebewahrung in der Kälte: In kalter Umgebung hilft das Gegenstromprinzip, die Körperwärme zu bewahren, indem es verhindert, dass zu viel Wärme über die Extremitäten verloren geht
TippKlinischer Bezug: Fieber
Fieber ist eine Erhöhung der Körperkerntemperatur als Reaktion auf Infektionen oder Entzündungen.
Ursächlich sind sogenannte Pyrogene (z.B. Bakterien, Viren oder körpereigene Botenstoffe), die den Hypothalamus dazu bringen, den Sollwert der Körpertemperatur nach oben zu setzen.
Der Körper reagiert darauf mit:
- Vasokonstriktion → Wärmeverlust ↓
- Schüttelfrost → Wärmeproduktion ↑
Ziel: verbesserte Abwehr von Krankheitserregern.
MerkeDer Tastsinn wird über die 3 Sinnesqualitäten Druck, Berührung und Vibration durch Mechanorezeptoren vermittelt.
Drucksensoren
DefinitionWerden als Druckfühler der Haut bezeichnet und reagieren durch den auf die Haut lastenden Druck durch Verformungen. Die Rate, mit der sie Nervenimpulse aussenden, ist dabei proportional zur Stärke des Druckreizes. Man nennt sie deshalb Proportionalfühler.
Diese Druckfühler passen sich langsam an anhaltende Reize an, was bedeutet, dass sie ihre Reaktionsrate im Laufe der Zeit verringern, wenn der Druck gleichmäßig bleibt. Daher werden sie auch als SA-Sensoren bezeichnet, wobei SA für "slowly adapting" (langsam adaptierend) steht. Diese langsamen Anpassungen ermöglichen es dem Körper, sich auf konstante Druckreize einzustellen und sich mehr auf plötzliche oder sich ändernde Reize zu konzentrieren.
Es können 2 Arten von Drucksensoren unterschieden werden
| Rezeptor | Reiz | Funktion |
|---|---|---|
| Merkel-Zellen | Druck (senkrecht, konstant) | Präzise Wahrnehmung von Berührungen und Druckunterschieden |
| Ruffini-Körperchen | Dehnung, Scherkräfte | Wahrnehmung von Gewebedehnung, Bewegung und Körperposition |
Berührungssensoren
DefinitionBerührungssensoren in der Haut reagieren nicht direkt auf die Stärke eines Reizes, sondern auf die Geschwindigkeit seiner Veränderung. Diese Sensoren werden als Differentialfühler bezeichnet. Der Reiz, auf den sie reagieren, ist in diesem Fall eine Verformung der Haut aufgrund von Druck oder die dadurch entstehenden Scherkräfte.
Die Sensoren codieren die Geschwindigkeit, mit der diese Verformung auftritt, in Entladungsfrequenzen. Wenn ein Reiz mit konstanter Intensität beginnt, reagiert der Berührungssensor zu Beginn mit Entladungen. Bleibt die Intensität des Reizes dann konstant, passt sich der Rezeptor schnell an (nach 50–500 Millisekunden). Dies wird als sogenannter RA-Sensor (RA = rapid adapting) bezeichnet. In der Haut sind die Meissner-Körperchen die anatomischen Strukturen, die diesen Sensoren entsprechen.
Die Meissner-Körperchen haben kleine rezeptive Felder, was bedeutet, dass sie sehr empfindlich auf kleine, nahe beieinanderliegende Reize reagieren können. Diese Sensoren spielen eine wichtige Rolle beim Tasten und beim Erkennen der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen, da sie es uns ermöglichen, feine Unterschiede in der Berührung wahrzunehmen.
Vibrationssensoren
DefinitionBeschleunigungsdetektoren, auch als Vibrationssensoren bekannt, sind durch die sogenannten Pacini-Körperchen im subkutanen Bindegewebe realisiert. Diese Körperchen reagieren auf die Beschleunigung, mit der sich die Haut verformt. Die Pacini-Körperchen dienen also für das Vibrationsempfinden.
Vibrationen setzen sich aus ständig wechselnden Beschleunigungen zusammen. Die Pacini-Körperchen sind besonders empfindlich im Frequenzbereich von 100 bis 400 Hertz. Diese Körperchen haben die niedrigste Reizschwelle unter allen Mechanorezeptoren der Haut und sind nicht nur in der Haut, sondern auch in Gelenken, Knochen, Faszien, Blutgefäßen und im Bauchraum vorhanden.
Die Pacini-Körperchen besitzen Nervenendigungen, in denen unspezifische Ionenkanäle vorhanden sind. Diese Kanäle öffnen sich durch Verformung, was ein elektrisches Sensorpotenzial erzeugt. Dieses Potenzial breitet sich elektrotonisch aus und wird am Anfang der Markscheide in Aktionspotenziale umgewandelt.
Die Vibrationssensoren der Pacini-Körperchen passen sich sehr schnell an (PC-Sensoren) und haben jedoch eine begrenzte räumliche Auflösung. Dies bedeutet, dass sie schnell auf Veränderungen in der Beschleunigung reagieren können, aber nicht so präzise zwischen verschiedenen räumlichen Punkten unterscheiden können.
Zusammenfassung der Sinnesrezeptoren der Haut
| Empfindungsqualität | Sensorische Endigung | Adäquater Reiz |
|---|---|---|
| Druck | Merkel-Zellen | Hautdeformation |
| Spannung / Dehnung | Ruffini-Körperchen | Hautdehnung |
| Berührung | Meißner-Körperchen | Hautberührung |
| Vibration | Pacini-Körperchen | Vibration (100-500 Hz) |
MerkeDer Temperatursinn ist ein wesentlicher Bestandteil unserer Fähigkeit, die Umwelt wahrzunehmen und auf sie zu reagieren, indem er uns ermöglicht, Temperaturänderungen zu erkennen und darauf entsprechend zu reagieren.
- Thermorezeptoren sind freie Nervenendigungen der Haut, die Temperatur wahrnehmen
- Kältereize werden über Aδ-Fasern, Wärmereize über C-Fasern weitergeleitet
- Sie reagieren primär auf Temperaturänderungen und sind im Bereich von etwa 15-43 °C aktiv
- Extreme Temperaturen kleiner 10 °C und größer 45 °C werden als Schmerz wahrgenommen
- Die Verarbeitung erfolgt über das Rückenmark zum Gehirn, die Regulation übernimmt der Hypothalamus.
- Koch S, Schwarz M. (Hrsg.): retten - Anatomie Physiologie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2023 (1. Auflage), ISBN: 978-3- 13-242117-2
- Aust G, Engele J, Kirsch J, Mayerhofer A, Mense S, Salvetter J, Schulte E, Schultz C, Wennemuth G et al: Duale Reihe Anatomie. 6., vollständig überarbeitete Auflage, Georg Thieme Verlag, 2024. ISBN: 978-3-13-245257-2
