Wie kann Kollagenstimulation erfolgen ?

Was ist Kollagen ?

Kollagen macht fast ein Drittel der Proteine im Körper aus und ist somit das Eiweiß, das dort am häufigsten vorkommt. Es ist eine Dreifach-Spirale, die aus Aminosäureketten aufgebaut ist. Als sog. Strukturprotein bildet es starke Fasern und hat die Aufgabe, den Körperteilen Form und Festigkeit zu verleihen. Kollagen kommt z. B. in den Knochen, Knorpeln und Zähnen vor. Vor allem aber prägt es die Zugfestigkeit und Elastizität des Bindegewebes.

Neben Ceramiden, dem Natural Moisturizing Factor (NMF; natürliches Feuchthaltesystem der Haut) oder der Hyaluronsäure gilt Kollagen als die „Basis“ der Haut. Das Strukturprotein prägt maßgeblich Beschaffenheit und Aussehen der Haut und ist somit wesentlich an deren Aufbau beteiligt. Bis zu 80 % kann es ausmachen.

Was passiert bei einem Kollagenmangel in der Haut ?

Kollagen bildet eine Art Gerüst, das sich über die Haut spannt. Es stützt dabei die Haut und verhindert z.B. damit, dass sich Falten bilden. Doch mit dem Älterwerden vermindert sich die Produktion des Kollagens mit der Folge, dass das Gerüst instabiler wird. Ist das Kollagengerüst schwach, verliert die Haut an Spannung. Sie sinkt ab und Falten entstehen. Die Gesichtslinien werden ausgeprägter, die Haut trockener.

Was sind Fibroblasten ?

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.

Im Bindegewebe sind die Fibroblasten für die Synthese der verschiedenen Komponenten der extrazellulären Matrix verantwortlich.

Fibroblasten in der Haut:

Die Dermis ist eine 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.

Abgesehen von dieser Hauptfunktion tragen Fibroblasten zum Aufbau und Wachstumszyklus der Haarfollikel bei und spielen eine wichtige Rolle bei der 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 durch Kosmetik

Auch wenn es häufig behauptet wird, ist eine Stimulation von Fibroblasten über konventionelle Kosmetik kaum möglich. Eine gesunde Hautbarriere sorgt dafür, dass Kosmetika nicht in tiefere Hautschichten gelangen.

Nur mit Trägersystemen wie z.B. Liposomen oder Nanodispersionen aus Phosphatidylcholin ist es möglich fibroblastenstimulierende Wirkstoffe wie z.B. Vitamin-A in die tiefere Haut zu transportieren. Vitamin-C ist notwendig für die Kollagensynthese der aus den Fibroblasten erzeugten prokollagenen Moleküle zu größeren Kollagenstrukturen.

Stimulation der Fibroblasten durch apparative Verfahren

Einige Methoden wie Mikrodermabrasion, Radiofrequenz, Micro-Needling, Ultraschall und Laserbehandlung, tragen zur Stimulation der Fibroblasten und zur Synthese von Kollagen und Elastin bei.

Die Wirksamkeit dieser Behandlungen beruht paradoxerweise häufig auf einer Art von vorausgehender Schädigung.

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 medizinisches und - mit geringerer Intensität auch durch kosmetisches - Micro-Needling zahlreiche Mikrowunden erzeugt, die die Fibroblasten aktiviert und zur Freisetzung verschiedener Wachstumsfaktoren anregen, was zu einer gesteigerten Synthese und Ablagerung von Kollagen und Elastin in der oberen Dermis führen kann.

Laser- oder HIFU-Ultraschallbehandlungen hingegen führen zu einer thermischen (wärmebedingten) Schädigung der Dermis. Dies soll zu einer fast unmittelbaren Kontraktion des Kollagens führen, was wiederum eine Erhöhung des Hauttonus mit sich bringt. Es ist aber genauso möglich, dass durch die Erhitzung und Verletzung lediglich eine erhöhte Menge von Hyaluronsäure gebildet wird. Es gibt hier verschiedene Theorien. Aufgrund des schnellen Effektes bei Erhitzung spricht vieles für die Bildung von Ödemen und Hyaluronsäurebildung-

Darüber hinaus stimuliert der dermale biologische Schaden in den folgenden Wochen die Produktion und Erneuerung von Kollagen und Elastin, wodurch die Textur der Haut verbessert und dem Erschlaffen der Haut entgegengewirkt wird.

Andere Methoden wie dermafiller mit Radiesse sind sanfter und kombinieren Regeneration und filler-Material.

Bei den thermischen Behandlungen haben sich in den Jahren ebenfalls immer bessere und sanftere Verfahren entwickelt, die mit immer weniger Nebenwirkungen einhergehen. Dazu gehören die Verfahren mit Ultraschall (triple-LDM mit 19 MHz) oder monopolare Radiofrequenz, die jeweils mit leichter Hyperhthermie arbeiten und zielgenau in den oberen Haut-/ Grenzschichten arbeiten können. Verbrennungen oder unnatürliches "shrinking" (sofern es das überhaupt nennenswert gibt) oder andere Nebenwirkungen werden durch diese sanften Verfahren vermieden.

Die Fibroblastenaktivierung bedeutet auch immer eine Aktivierung kollagenabbauender Enzyme. Um das Verhältnis zu Gunsten der Bildung neuer Kollagenfasern zu verbessern und Kollagenabbau zu veringern, verwende ich - abhängig von der Ausgangssituation - sehr hoch frequenten Ultraschall und/oder Wirkstoffe (Proteasehemmer wie z.B. nanopartikuläre Boswellia-Säure).

Die Neubildung von Kollagenfasern beginnt ab ca. 3-4 Wochen sichtbar zu werden und setzt sich bis zu mehreren Monaten  fort.

Bioengineering im Anti-Aging

Im Laufe des Lebens treten strukturelle und molekularbiologische Veränderungen in der Haut auf. Das Stratum corneum wird dicker und durch Verhornungs- und Pigmentstörungen wird die Hydratationsbarriere geschädigt. Atopische Dermatitis, aktinische Keratosen, Psoriasis, Rosacea und andere Hauterkrankungen sind durch Barriereschäden und chronische Entzündungen charakterisiert. Die Hitzeschockproteinsynthese ist vermindert und die Reparaturmechanismen der Haut sind gestört. Geschädigte Proteine und Peptide werden nicht mehr repariert oder entsorgt. In der kontrollierten Apoptose der Keratinozyten treten Störungen auf und die Immunabwehr wird geschwächt. Parallel zu diesen Vorgängen werden vermehrt inflammatorische Enzyme wie die Matrix-Metalloproteinasen gebildet. Hautalterung und -entzündung sind also dadurch gekennzeichnet, dass die Reparaturmechanismen der Haut gestört und geschwächt sind und Entzündungsmediatoren vermehrt freigesetzt werden. Anti-Aging-Behandlungen der alternden und entzündeten Haut müssen diese molekularbiologischen Prozesse berücksichtigen.

Bioengineering bedeutet ein Zusammenwirken von Geräten und Präparaten. Es setzt sich dabei aus vier Faktoren zusammen:

• Physikalisch-physiologische Behandlung (Gerät) und dessen Wirkung
• Penetrationsverstärkung kosmetischer Wirkstoffe
• Aktivierung von Wirkstoffen durch Energieeinwirkung
• Entfaltung der spezifischen Wirkstoffeigenschaften

Ein gelungenes Beispiel für Bioengineering besteht z.B. in dem Zusammenspiel von Mikromassage mittels sehr hochfrequentem Ultraschall und Boswellia Säuren bei der Behandlung von Falten:

Eine nanopartikuläre Boswellia-Säure wird appliziert und dringt tief in die Epidermis. Die weitere Penetration und Permeation durch die Epidermis wird durch SHF-US (sehr hochfrequenter - Ultraschall in Form von 10 MHz u/o 19 MHz) intensiviert. Die Triterpene in der Boswellia-Säure wird dabei durch die entstehende Wärme der triple Welle (z.B. 3/10/19 Mhz) zusätzlich aktiviert. Weihrauch-Extrakt hemmt dabei Proteasen wie kollagenabbauende Matrix-Metalloproteinasen sowie die 5-Lipoxygenase, ein Schlüsselenzym bei Entzündungsprozessen.

Durch mit Wärme aktivierte Boswellia-Nanopartikeln werden Hautalterungsprozesse also in zweifacher Hinsicht positiv beeinflusst: Hitzeschock-Proteine und antimikrobielle Peptide werden als Schutzfaktoren stimuliert, Entzündungsprozesse und Kollagenschäden reduziert und Barrierestörungen repariert.

Wie wirkt sich diese Behandlung auf Falten aus ?

Mit dem Alter einhergehend schwächt sich die Stabilität der Verbindung zwischen Haut (Dermis) und Fettgewebe (Subcutis) und es kommt - nicht zuletzt schwerkraftbedingt - zu stärker hängendem Hautgewebe und tieferen Falten.  Im Falle einer triple Welle mit 19 Mhz und der richtigen Energie, erfolgt eine berechnete, gezielte milde Erwärmung der dermalen Adipozyten in der Grenzschicht Subcutis (Unterhaut/Fettschicht) und der Dermis (Lederhaut/Dermis) mit der Folge einer Erhöhung der Verbindungsstabilität zwischen Fett- und Hautschicht und damit einer Verringerung der tiefen Falten.

In der Haut wiederum wird durch die milde Wärmeentwicklung aus der intensiven mechanischen Mikromassage zusätzlich eine Verkürzung der zu lang gewordenen Kollagen- und Elastinstrukturen bewirkt. Gleichzeitig wird die Neubildung von Kollagen und Elastin über die Fibroblasten angeregt.

Ohne Belastung der Hautoberfläche wird das Gewebe also von der Tiefe heraus gestrafft und dadurch Falten geglättet. Der Regenerationseffekt beginnt bereits kurz nach der Anwendung und steigert sich bis zu mehreren Monaten.

Sehr ähnlich ist die Logik beim Einsatz von monopolarer Radiofrequenz. Im Gegensatz zum LDM-Ultraschall sind bei den Radiofrequenzmethoden verschiedene Aspekte allerdings nicht so ausgeprägt. Dazu gehören u.a. die Adressierung der Grenzschicht mit ihren dermalen Adipozyten (sofern das Gerät nicht genau dafür konzipiert wurde), die verbesserte Durchfeuchtung und Verbesserung des Stoffwechsel nach Mikromassage mit LDM oder die günstige Reduzierung kollagenabbauender MMPs über die Erhöhung der Hitzeschockproteine alleine durch LDM mit SHF-Ultraschall. Weiterhin ist es möglich mittels SHF-Ultraschall Mikromassage eine Reaktivierung inaktiver Fibrozyten hin zu wieder kollagenbildenden Fibroblasten zu erreichen.

Zusammenfassung

Eine natürliche Kollagensynthese beruht u.a. auf der Aktivität der Fibroblasten, die die nötigen Vorprodukte für neue Kollagenbildung bereitstellen. Ab dem 25. Lebensjahr sinkt der Kollagengehalt in der Haut ca. um 1% im Jahr, nach der Menopause ca. 2%. - Der gleichzeitig stattfindende Kollagenabbau (z.B. durch extern Faktoren wie UV-Strahlung oder einer altersbedingt häufig erhöhten Anzahl von Matrix-Metalloproteasen) führt zu einer Schwächung, die eine geringere Elastizität und Straffheit der Haut zur Folge haben und sich feinere Falten zu bilden beginnen.

Später spielt auch immer mehr die mit dem Alter einhergehende Schwächung der Grenzschicht dermis / subcutis eine Rolle mit der Folge einer Instabilität und aufgrund der Schwerkraft erhöhten Drucks auf das Bindehautgewebe, so dass sich mit der Zeit tiefere Falten bilden.

Kollagenfasern befinden sich in vielen Schichten der Haut (Muskeln, Subkutis, Grenzschichten, Dermis).

Für die Kollagensynthese essentiell ist die Aufnahme von ausreichend Lysin als essentielle Aminosäure für die Aktivität der Fibroblasten über die Nahrung und zusätzlicher Nährstoffe, die im Rahmen der folgenden Kollagensynthese eine Rolle spielen.

Eine Erhöhung der Aktivität von Fibroblasten und folgende Kollagenbildung kann durch Kosmetika mit geeigneten Trägersystemen erfolgen (z.B. im Rahmen einer Kur mit nanopartikulär / liposomal verkapselten Vitamin-A / C- Präparaten). Dabei dienen Verkapselungen z.B. mit Liposomen nicht nur dazu, dass die Vitamine überhaupt in die Haut dringen können, sondern schützen die Vitamine vor frühzeitiger Oxidation.

Mittels Bioengineering mit sanfter Wärme (z.B. durch LDM inkl 19 MHz oder monopolarer Radiofrequenz) kann deutlich schneller eine Ankurbelung der Fibroblastenaktivität erreicht und letztlich Kollagenfasern schneller erhöht werden. Bei Einsatz nanopartikulärer Boswelliasäure werden Entzündungsprozesse und kollagenabbauende Matrix-Metalloproteinasen gesenkt und die Hautbarriere gestärkt. So konfigurierte Behandlungen können nachweislich gute Ergebnisse im Hinblick auf Hautstraffung, Faltenminderung und Reduzierung von "inflammaging" erzeugen.

Bei gezielter Erwärmung der Grenzschicht zwischen Dermis und Subcutis und näherer Umgebung können dort befindliche sogenannte dermale Adipozyten moduliert werden, so dass diese Grenzschicht verstärkt und die Verbindungsstabilität zwischen Fettgewebe und Haut wieder verbessert wird mit der Folge einer pralleren Haut und Verringerung der Faltentiefe bei tiefen Falten.

Die non-invasiven Verfahren LDM Ultraschall und monopolare Radiofrequenz können die obigen Wirkungen erzeugen. LDM Ultraschall mit 19 MHz hat (im Falle der Faltenbehandlung) gegenüber der Radiofrequenz Vorteile u.a. durch massagebedingte bessere Durchfeuchtung der Haut, Umwandlung von Fibrozyten zu Fibroblasten oder der LDM eigenen Reduzierung kollagenabbauender MMPs durch Erhöhung von Hitzeschockproteinen.

Eine Erhöhung des Kollagenanteils über "fertige" Kollagenmoleküle kann (und sollte vermutlich) ab einem gewissen Alter über Nahrungsergänzungsmittel unterstützt werden, primär mit dem Ziel den ganzen Körper, d.h. Knochen, Gelenke, Knorpel, Muskeln, Sehnen und das Bindegewebe (auch der Haut) mit ausreichend Kollagen zu versorgen.