Haarschaft und Nagelplatte als verhorntes Eiweiß

Ein Faden und eine Platte aus demselben Grundstoff

Wer ein Haar zwischen den Fingern rollt oder mit dem Fingernagel gegen eine Tischkante tippt, berührt Gewebe, in dem keine lebende Zelle mehr arbeitet. Beide Strukturen bestehen aus Zellen, die sich zuvor mit Faserproteinen gefüllt, ihren Zellkern aufgegeben und ihr Wasser weitgehend verloren haben. Was übrig bleibt, ist dicht gepacktes Keratin.

Keratin ist allerdings kein einheitlicher Stoff. Die obersten Schichten der Haut enthalten sogenannte weiche Keratine, die biegsam bleiben und sich mit der Zeit abschilfern. Haar und Nagel sind dagegen aus harten Keratinen aufgebaut. Ihr Unterschied liegt vor allem in einem Baustein: der Aminosäure Cystein, die ein Schwefelatom trägt und in harten Keratinen sowie in ihren Begleitproteinen besonders häufig vorkommt.

Labradoritium verfolgt, an welcher Stelle diese Schwefelatome miteinander verknüpft werden, wie die Zellen am Grund des Follikels und unter dem Nagelwall dorthin gelangen und wo in diesen Abläufen Selen und Zink vorkommen. Das Angebot richtet sich an alle, die solche Zusammenhänge ohne Vorkenntnisse aus der Biochemie verstehen möchten.

Wo das harte Keratin seine Form bekommt

Hartes Keratin entsteht nur an zwei Orten des Körpers in nennenswerter Menge: in der Zwiebel eines Haarfollikels und in der Nagelmatrix. Beide Orte liegen geschützt unter der Oberfläche, und beide geben ihr Produkt nur in eine Richtung ab.

Die Zone oberhalb der Papille

Am unteren Ende des Follikels umschließen Matrixzellen einen kleinen Zapfen aus Bindegewebe, die Papille. Die Zellen, die diesen Bereich nach oben verlassen, ordnen sich in drei Schichten: außen die dachziegelartig überlappende Kutikula, darunter die Rinde, die den größten Teil des Schafts ausmacht, und in manchen Haaren ein lockeres Mark in der Mitte.

Wenige Zellreihen höher beginnen die Zellen der Rinde, Keratinfilamente in großer Zahl herzustellen. Fachleute nennen diesen Abschnitt die keratogene Zone. Hier liegen die Filamente noch in einer feuchten, formbaren Umgebung.

Unter dem Nagelwall

Die Nagelmatrix liegt größtenteils verborgen unter der Hautfalte am Nagelansatz. Nur ihr vorderer Rand zeigt sich an manchen Fingern als heller Halbmond. Ihre Zellen flachen beim Vorrücken ab, verzahnen sich eng mit ihren Nachbarn und werden zu Onychozyten, den Hornzellen der Nagelplatte. Anders als beim Haar bleibt kein getrenntes Mark oder Rindenbereich erkennbar; die Platte besteht aus übereinandergeschichteten Lagen.

Wie zwei Schwefelatome eine Brücke schlagen

Solange die Zellen leben, liegen die Schwefelgruppen des Cysteins überwiegend als freie Thiolgruppen vor. Während der Verhornung werden jeweils zwei davon oxidiert und zu einer Disulfidbrücke verbunden; aus zwei Cysteinresten wird dabei Cystin. Diese Brücken verbinden Keratinfilamente mit den schwefelreichen Begleitproteinen zu einem Netz, das sich nach dem Austrocknen kaum noch verformen lässt.

Wie genau die Oxidation gesteuert wird, ist nicht in allen Einzelheiten geklärt. Sicher ist, dass ein Gewebe, in dem so viele Schwefelgruppen im richtigen Moment reagieren sollen, einen ausgeglichenen Haushalt an Redoxenzymen und Metallionen benötigt. An dieser Stelle kommen die beiden Spurenelemente ins Spiel, die im folgenden Abschnitt getrennt vorgestellt werden.

Nach Element sortiert

Die Kommission der Europäischen Union hat nach einer Prüfung durch die EFSA für Selen zwei Wortlaute und für Zink einen Wortlaut aus diesem Themenfeld zugelassen. Jede Karte zitiert nur, was für ihr eigenes Element gilt.

• Se · Selen
• Zn · Zink