Antimikrobielle Peptide der Haut

Die Interaktion zwischen der Hautflora und unserem Körper rückt zunehmend in den Mittelpunkt der gegenwärtigen Forschung. Von Bedeutung sind dabei insbesondere körpereigene Antibiotika wie beispielsweise die Defensine, Dieses System zur Bakterienabwehr ist ein zentraler Bestandteil des Lebens.

Hautschutz anders betrachtet

Es gibt bisher kein bekanntes mehrzelliges Lebewesen, das ohne ein Arsenal aus Defensinen – also körpereigenen Antibiotika – oder vergleichbaren antimikrobiellen Peptiden (AMP) überlebt. Neben einer sehr effektiven Aktivität gegen Bakterien sind diese Stoffe ebenfalls wirksam gegen Pilze, Viren und verschiedene Einzeller (Protozoen).

Zu den antimikrobiellen Peptiden (auch “Alarmine” genannt) werden u. a. Defensine, Cathelicidine, Dermicidin und Psoriasin gezählt. Es handelt sich dabei um kleine Eiweiße (Proteine), die in der Lage sind, Mikroorganismen schnell und effektiv abzutöten. Sie spielen auch eine Rolle für die Regulation des Immunsystems. Mehrere neue AMPs der menschlichen Haut wurden am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) in Kiel entdeckt und charakterisiert (z. B. hND-2, hBD-3, RNase 7, Psoriasin, RNase 8).

Der lebende Schutzschild auf der Haut

Die Haut beherbergt Millionen von Bakterien, Pilzen, Viren, Archaeen und Hautmilben, die zusammen das Hautmikrobiom bilden (→ Artikel “Das Mikrobiom der Haut”). Auf und in unserem Körper (Haut, Schleimhäute, Darm) leben etwa die zehnfache Menge an Mikroben als wir eigene Körperzellen besitzen. Nach Schätzungen tummeln sich durchschnittlich bis zu 1 Millionen Bakterien pro Quadratzentimeter Haut. Zu den typischen Bakterienstämmen der Haut gehören u. a. Lactokokken, Lactobazillen, Staphylokokken, Dermakokken, Clostridien, Corynebakterien, Cutibakterien, Propionibakterien und Bifidobakterien. Insgesamt wurden 182 verschiedene Bakterien-Arten auf der Haut beschrieben.

Die Mikroorganismen bilden eine komplexe Lebensgemeinschaft, die die natürliche Barrierefunktion der Haut stärkt. Die natürlichen, bei der Geburt erworbenen Hautbakterien geben auf der Hautoberfläche sog. Short Peptide Bacteriocins (SPBs) ab. Diese sind in der Lage, unerwünschte Mikroorganismen wie Staphylococcus aureus zu hemmen – andere positive Bakterienstämme werden verschont. Daher ist es wichtig, dass Hautpflegeprodukte positiv auf die Hautflora wirken und diese nicht hemmen, z. B. durch eine starke Konservierung. Aber auch eine gesunde Ernährung ist notwendig, da auch die Darmflora mit der Hautflora in Kontakt steht (→ Artikel “Die Haut ist ein Spiegelbild des Darms.”).

Eine “Entgleisung” des Mikrobioms kann Entzündungen auslösen. Die Notwendigkeit einer ausgewogenen Hautflora erfordert spezifische Regulationsmechanismen, die das Mikrobiom kontrollieren und formen. Antimikrobielle Peptide üben einen wesentlichen Einfluss auf die Hautflora aus, indem sie deren Wachstum kontrollieren. Das aktuelle Bild der Forschung – unter anderem auch in Kiel – deutet darauf hin, dass ein fein abgestimmtes und ausgewogenes Zusammenspiel von AMPs und dem Mikrobiom auf der Hautoberfläche für die Hautgesundheit entscheidend sein könnte.

Der molekulare Schutzschild in der Haut

Bei Säugetieren werden die antimikrobiellen Peptide in den Immunzellen (Lysosomen von neutrophilen Granulozyten und Makrophagen) nach deren Aktivierung durch Bakterien, Viren oder Pilze gebildet. Sie haben weniger als 100 Aminosäuren und kommen auf der Haut und im Dickdarm vor.

Die Cathelicidine sind eine besondere Familie der AMPs, deren Abwehrmechanismus über zwei verschiedene Wege wirkt: Einerseits besitzen sie direkte antimikrobielle Aktivität, andererseits aktivieren sie die Immunzellen, die zur Ausschüttung von Immunmediatoren (Cytokine) und einer Entzündungsantwort führt. Dadurch werden die Immunzellen dorthin gelotst, wo sie benötigt werden.

Da das Immunsystem der Haut “gelernt” hat, welche Hautflora positiv ist, werden gewünschte Hautkeime nicht von den AMPs angegriffen. Wichtig ist, dass die Peptide im Gegensatz zu chemischen Antibiotika nicht zur Entwicklung Antibiotika-resistenter Mikroorganismen, wie z. B. MRSA (multiresistenter Staphylococcus aureus), führen.

AMPs werden in gesunder Haut nur in geringer Anzahl gebildet. Hohe Konzentrationen finden sich hingegen bei Barrierestörungen in der Haut, verursacht durch Wunden oder Infektionen. Bei bestimmten entzündlichen Hauterkrankungen wie Neurodermitis (atopische Ekzem), Schuppenflechte (Psoriasis) oder Rosacea kommt es zu einer Fehlregulation. Daher kann es durch den verminderten Schutz zu einer “Superinfektion” mit Bakterien und Viren oder auch zu Teleangiektasien (sichtbare, irreversibel erweiterte Kapillargefäße der Haut) kommen. Aktuelle Studien zeigen, dass Vitamin D3 ein entscheidender Faktor bei der Regulation der antimikrobiellen Peptide ist (→ Artikel “Lichtstress und natürlicher Sonnenschutz”).

Ein spannendes Experiment

In einem Experiment der Arbeitsgruppe für Epitheliale Infektionsbiologie von Prof. Dr. Harder am UKSH in Kiel wurden Petrischalen mit Nährmedium mit Fingerabdrücken beimpft und inkubiert. Im ersten Teilversuch wurde der Fingerabdruck eines ungeschützten Fingers genommen, der einige Zeit zuvor in eine Lösung mit Escherichia-coli-Bakterien (Fäkalbakterien) getaucht wurde. Im zweiten Teilversuch wurde der Fingerabdruck einer Hand mit Gummihandschuh genommen, die ebenfalls in die gleiche Lösung getaucht wurde.

Der Fingerabdruck des Fingers mit Handschuh zeigte in der Petrischale mit Nährmedium ein starkes Wachstum der E.-coli-Bakterien. Bei dem Fingerabdruck ohne Handschuh zeigte sich entgegen den Erwartungen wenig Bakterienwachstum. Daraus lässt sich folgern, dass die Haut während der “Einwirkzeit” die fremden Bakterien auf der Oberfläche wirksam eliminieren konnte.

Fazit

Unsere Haut ist eine komplexe Barriere zur Außenwelt. Tagtäglich begegnet sie verschiedenen Herausforderungen wie Umweltgifte, Sonnenlicht und mikrobielle Belastungen. Neben dem lebendigen Hautschutz durch unsere körpereigene Hautflora kann die Haut unerwünschte Mikroorganismen mithilfe kleiner Moleküle bekämpfen. Ein übertriebenes Hygieneverständnis mit übermäßiger Hautdesinfektion kann daher eher schädlich wirken als schützen. Wichtiger ist es, den Eigenschutz der Haut zu stärken. Diese Balance erfordert einen gesunden Hautstoffwechsel, der durch eine gute Ernährung und eine schonende Hautpflege sichergestellt wird.

weiterführende Literatur:

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein: Antimikrobielle Peptide für die epitheliale Abwehr

Dombrowski et al., “Alarmine und ihre Bedeutung für entzündliche Hauterkrankungen”, Aktuelle Dermatologie 2010; 36(12): 467-470
Balaji et al., “Antimicrobial Peptide Signaling in Skin Diseases”, JID Innovations, Volume 5 (2025), Issue 3, 100354
Herman und Herman, „Antimicrobial peptides activity in the skin“, Skin Res Technol. 2019 Mar;25(2):111-117.

Bildnachweis:

Titelbild: Collage mit Händen (Freepik.com) vor Strand mit Algen (Freepik.com)
Petrischale: Freepik.com

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Thorsten Walter

Mein Name ist Thorsten Walter. Ich bin Diplombiologe und habe nebenberuflich als Präventionspraktiker und Gesundheitsberater gearbeitet. Meine Aufgabe bei oceanBASIS ist der Bereich »actives«, also die Wirk- und Rohstoffe der Kosmetik.