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Der reversible Silberfuchs: Graue Haare können ihre Pigmentierung zurückgewinnen

Der reversible Silberfuchs: Graue Haare können ihre Pigmentierung zurückgewinnen

Ergrauendes Haar ist ein Zeichen des Alterns, von dem allgemein angenommen wird, dass es irreversibel ist und mit der Genetik und Stress zusammenhängt. Dieser Zusammenhang sowie die Umkehrung der Vergrauung sind jedoch noch immer unzureichend verstanden. Dieser Mangel ist vor allem auf das Fehlen sensibler Methoden zur präzisen Korrelation stressiger Prozesse mit Haarpigmentierung und Vergrauungsereignissen auf der Ebene einzelner Follikel zurückzuführen.

Durch die Entwicklung eines Ansatzes zur Profilierung von Haarpigmentierungsmustern entlang einzelner menschlicher Haarschäfte konnte Rosenberg und Kollegen von der Columbia University fanden graue Haare, die unabhängig von Geschlecht, ethnischer Zugehörigkeit, Alter und Körperregion auf natürliche Weise wieder pigmentiert werden, was die Reversibilität des Ergrauens beim Menschen definiert. In der Zeitschrift veröffentlicht eLifediese neue Methode zur quantitativen Kartierung jüngster Lebensgeschichten in Haarpigmentierungsmustern bietet die Möglichkeit, den Einfluss von Stress auf das Altern des Menschen zu untersuchen.

„Das Verständnis der Mechanismen, die es ‚alten‘ grauen Haaren ermöglichen, in ihren ‚jungen‘ pigmentierten Zustand zurückzukehren, könnte neue Hinweise auf die Formbarkeit des menschlichen Alterns im Allgemeinen und dessen Einfluss durch Stress liefern.“ sagt der leitende Autor der Studie, Martin Picard, PhD, außerordentlicher Professor für Verhaltensmedizin am Vagelos College of Physicians and Surgeons der Columbia University. „Unsere Daten ergänzen eine wachsende Zahl von Beweisen dafür, dass das Altern des Menschen kein linearer, festgelegter biologischer Prozess ist, sondern zumindest teilweise gestoppt oder sogar vorübergehend umgekehrt werden kann.“

Was führt dazu, dass Haare grau werden?

Die Farbe in pigmentiertem Haar wird durch Körnchen namens Melanin bereitgestellt, die dem wachsenden Haarschaft kontinuierlich von Zellen namens Melanozyten in einer Struktur namens Haarfollikelpigmentierungseinheit (HFPU) zugeführt werden. Es wird angenommen, dass altersbedingtes Ergrauen mit der Erschöpfung der Stammzellen einhergeht, die diese haarfärbenden Melanozyten erzeugen. 

Obwohl das Ergrauen der Haare im Allgemeinen als fortschreitender und irreversibler altersbedingter Prozess angesehen wird, wurden Fälle von durch Arzneimittel- und Mineralstoffmangel verursachter Depigmentierung oder Repigmentierung der Haare gemeldet, was den Einfluss von Umwelteinflüssen auf die HFPU-Funktion widerspiegelt. Da die meisten Haare kontinuierlich von einem lebenden Haarfollikel, der empfindlich auf veränderte Bedingungen reagiert, zu einem verhärteten Haarschaft außerhalb des Körpers wachsen, der stabile molekulare Spuren dieser Bedingungen behält, stellt der Haarschaft ein lebendiges Archiv kürzlicher Chemikalienexpositionen dar zu sozialen Erlebnissen.

„So wie die Ringe in einem Baumstamm Informationen über vergangene Jahrzehnte im Leben eines Baumes enthalten, enthalten unsere Haare Informationen über unsere biologische Geschichte“, sagt Picard. „Wenn sich Haare noch als Follikel unter der Haut befinden, sind sie dem Einfluss von Stresshormonen und anderen Vorgängen in unserem Geist und Körper ausgesetzt. Sobald Haare aus der Kopfhaut wachsen, verhärten sie sich und kristallisieren diese Einwirkungen dauerhaft in eine stabile Form.“

Es wird angenommen, dass altersbedingtes Ergrauen mit der Erschöpfung der Stammzellen einhergeht, die diese haarfärbenden Melanozyten erzeugen.

Hochauflösende Bilder zeigen, dass das Haar nicht kontinuierlich grau wird

Hier beschreiben Rosenberg und Kollegen einen neuen Ansatz, der auf hochauflösender Bildgebung basiert, um Haarpigmentierungsmuster in einzelnen Haaren abzubilden, die Vergrauungs- und Umkehrübergänge durchlaufen. Um die Haarpigmentierungsmuster in menschlichen Haaren zu untersuchen, haben die Forscher der Columbia University Hunderte von Haaren von 14 gesunden Spendern ausgezupft, abgebildet, digitalisiert und analysiert.

Aus dieser Analyse gingen zunächst drei Hauptpigmentierungsmuster hervor: dunkle, weiße und anfänglich dunkle Haare, die während eines einzigen Haarfollikel-Wachstumszyklus einen scharfen Übergang von dunkel nach weiß durchlaufen. Dieser Ansatz zur Quantifizierung von Haarpigmentierungsmustern zeigt schnelle Ergrauungsübergänge und deren natürliche vorübergehende Umkehrung innerhalb einzelner menschlicher Haarfollikel mit einer höheren Häufigkeit und mit einer anderen Kinetik als bisher angenommen.

Obwohl die wissenschaftliche Literatur im Allgemeinen davon ausgeht, dass die Pigmentproduktion in der HFPU ein kontinuierlicher Prozess ist, dokumentieren Rosenberg und Kollegen hier ein vollständiges Ein-/Ausschaltphänomen während eines einzigen Zyklus des Haarwachstums. „Wenn man ein Haar mit den Augen betrachtet, sieht es so aus, als hätte es überall die gleiche Farbe, es sei denn, es gibt einen großen Übergang“, sagt Picard. „Unter einem hochauflösenden Scanner sieht man kleine, subtile Farbabweichungen, und das ist es, was wir messen.“

Die Schwelle zum Ergrauen der Haare

Zusätzlich zur Bildgebung mit hoher Vergrößerung führten Rosenberg und Kollegen Experimente zur Quantifizierung der Proteinpopulation, auch Proteom genannt, in ergrauenden menschlichen Haaren durch. Ein bemerkenswertes Ergebnis dieser Protein-Profiling-Experimente ist die Tendenz zur Hochregulierung statt zum Verlust von Proteinen in depigmentiertem grauem Haar. Auf molekularer Ebene regulieren graue Haare Proteine ​​im Zusammenhang mit dem Energiestoffwechsel, den Mitochondrien und der antioxidativen Abwehr.

Um diese Beobachtungen zu verallgemeinern, entwickelten die Forscher der Columbia University eine Computersimulation, die einen schwellenbasierten Mechanismus für die vorübergehende Reversibilität der Vergrauung vorschlägt. Dies spiegelt möglicherweise die Tatsache wider, dass das Ergrauen der Haare ein aktiv regulierter Prozess innerhalb der HPFU ist und dass das Altern nicht durch einen Verlust, sondern vielmehr durch eine Zunahme der Heterogenität und biologischen Komplexität gekennzeichnet ist.

„Wir glauben, dass das Haar eine gewisse Schwelle erreichen muss, bevor es grau wird“, sagt Picard. „Im mittleren Alter, wenn sich das Haar aufgrund des biologischen Alters und anderer Faktoren dieser Schwelle nähert, wird es durch Stress über die Schwelle gebracht und es wird grau. Aber wir glauben nicht, dass die Reduzierung des Stresses bei einem 70-Jährigen, der seit Jahren ergraut ist, zu einer Verdunkelung der Haare führt oder dass die Erhöhung des Stresses bei einem 10-Jährigen ausreicht, um die Haare über die Grauschwelle zu bringen.“

bioverhaltensfaktoren hängen mit der Dynamik des Ergrauens menschlicher Haare zusammen.

Stress beeinflusst den Verlust und die Zunahme der Haarpigmentierung  

Die Auflösung dieses neuen Ansatzes zur Profilierung von Haarpigmentierungsmustern bietet Forschern ein aufschlussreiches neues Forschungsinstrument, das es uns ermöglicht, mit einem beispiellosen Grad an Auflösung Haarergrauungs-/Umkehrungsereignisse mit psychosozialen Belastungen zu verknüpfen. Durch die Kombination von Haarpigmentierungsmustern und Proteomik an einzelnen Haaren berichten Rosenberg und Kollegen auch über das Ergrauen und die Umkehrung der Haare, die parallel zu psychischen Stressfaktoren auftreten können.

Rosenberg und Kollegen lieferten den Proof-of-Concept-Beweis dafür, dass biologische Verhaltensfaktoren mit der Dynamik des Ergrauens menschlicher Haare zusammenhängen. „Es gab eine Person, die in den Urlaub fuhr, und fünf Haare auf dem Kopf dieser Person wurden während des Urlaubs zeitlich synchronisiert wieder dunkel“, sagt Picard. Diese Haarpigmentierungsmusterdaten und das Simulationsmodell ergänzen eine wachsende Zahl an Beweisen, die belegen, dass das Altern des Menschen kein linearer, festgelegter biologischer Prozess ist, sondern zumindest teilweise gestoppt oder sogar vorübergehend umgekehrt werden kann.

Verweise:

Rosenberg AM, Rausser S, Ren J, et al. Quantitative Kartierung des Ergrauens und der Umkehrung menschlicher Haare in Bezug auf Lebensstress. Elife. 2021;10:e67437. Veröffentlicht am 22. Juni 2021. doi:10.7554/eLife.67437



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