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October 2022

BIOCHEMISCHE VORGÄNGE AN DER MENSCHLICHEN HAUTOBERFLÄCHE

Abstract: Auszug aus der von der Fakultät für Allgemeine Wissenschaften der Technischen Hochschule München zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) genehmigte Dissertation vorgelegt von Diplom-Chemiker Helmut Pratzel aus Berlin Zusammenfassung Die wasserlöslichen Bestandteile der menschlichen Hornschicht sind hauptsächlich Produkte des Energie- und Verhornungsstoffwechsels der Epidermis. Einzelne Reaktionsschritte des Verhornungsstoffwechsels sind weitgehend unbekannt. Man kennt nicht die Reaktionsstätten und weiß nicht welcher Anteil der Hornschicht selbst zufällt. 1. Es wurden die wasserlöslichen Bestandteile: Natrium Kalium Calcium Gesamtaminosäuren einschließlich Ammoniak Summe der osmotisch wirksamen Verbindungen Urocaninsäure Harnstoff Citrullin Asparaginsäure Threonin Serin Glutaminsäure Glycin Alanin Valin Isoleucin Leucin Phenylalanin Tyrosin Ornithin Lysin Histidin Arginin und Ammoniak auf ihre Konzentrationsverteilung in fortschreitender Entfernung von der Hautoberfläche bis zum Stratum granulosum (von außen nach innen) untersucht. Danach nimmt die Konzentration aller Aminosäuren zur Körperoberfläche hin auf etwa die Hälfte ab Urocaninsäure bleibt gleich Harnstoff nimmt um das Doppelte die Summe der osmotisch wirksamen Verbindungen um das Dreifache Natrium und Kalium um etwa das 1 5fache zur Oberfläche hin zu. Calcium ist im unteren und oberen Bereich in wasserlöslicher Form angereichert. 2. Die Wechselbeziehungen zwischen den wasserlöslichen Bestandteilen der Hornschicht wurden durch Faktorenanalyse (mit einem Komputer) untersucht. Danach sind Glutaminsäure und Asparaginsäure zusammen mit Harnstoff sowie Histidin zusammen mit Ammoniak (nicht Urocaninsäure) gegenüber den anderen Aminosäuren drei getrennten Reaktionsfolgen zuzuordnen. Weiterhin stehen Calcium mit Citrullin und Ammoniak sowie Natrium mit Kalium und Ammoniak in engerer Beziehung. Auf die Möglichkeit anderer Faktoren wird hingewiesen. 3. Die Bilanz zwischen dem Verlust aus der Hornschicht und dem Nachschub aus dem Stratum granulosum wurde für wasserlösliche Verbindungen untersucht ebenso der Einfluß einer Hautbespülung mit verschieden konzentrierten Natriumchloridlösungen. Urocaninsäure wird aus der Hornschicht in höherem Maße Aminosäuren in geringerem Maße ausgespült als dem Nachschub aus der Granularschicht entspricht. Höhere Natriumchloridkonzentrationen (2 % NaCl) bewirken nur für Urocaninsäure aus der Hautoberfläche eine verminderte Elution und damit einen Angleich des Verlustes an den Nachschub. In allen anderen Fällen ist die Abgabe deutlich erhöht. 4. Harnstoff ist ein Produkt der Hornschicht; aus der Granularschicht erfolgt kein maßgeblicher Nachschub. 5. Die Frage ob eine Reaktion des Epidermisstoffwechsels auf die Einwirkung von in Wasser gelösten Substanzen auf die Körperoberfläche in Form einer Änderung des Gehalts bestimmter wasserlöslicher Verbindungen in der Hornschicht nachweisbar ist konnte positiv beantwortet werden. Danach reagiert die Epidermisglykolyse auf Magnesium mit einer vermehrten Laktatproduktion nach 20 Stunden und der Verhornungsstoffwechsel in gleicher Zeit mit einer Drosselung der Urocaninsäureproduktion. Syndets (badedas) bewirken eine deutliche Vermehrung der UCS NaCl und KCl verhalten sich indifferent wie destilliertes Wasser CaSO4 scheint anfangs (nach 24 Stunden) zu hemmen nach weiterer Einwirkung (48 Stunden) ist eine UCS-Vermehrung in der Hornschicht angedeutet. Jodjodkalilösung verhält sich indifferent durch Kaliumjodid wird andeutungsweise eine Hemmung bewirkt. 6. Es wurde versucht die allgemeine Gesetzmäßigkeit der zeitlichen Stoffabgabe der Hornschicht zu ergründen. Für die Elutionskurven gilt die Beziehung f (t) = k1 mal tk2 wobei k2 etwa 0 5 ist unabhängig ob die eluierte Substanz natürlicher Bestandteil der Hornschicht ist oder von außen eingebracht wurde. 7. Die pH-Abhängigkeit der UCS-Absorption im UV wurde quantitativ untersucht. 8. Zur Hautuntersuchung wurden Geräte für die diskontinuierliche und kontinuierliche Elution mit gleichzeitiger automatischer Bestimmung entwickelt Zur Enzymforschung an der menschlichen Körperoberfläche wurde ein Hautspektralfluorometer mit zwei Monochromatoren konstruiert und aufgebaut. ___MH


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