(Bele Olmez/Getty Images) Wir alle wissen, was Gänsehaut ist, aber warum haben wir uns so entwickelt, dass wir an dieser scheinbar sinnlosen körperlichen Reaktion auf die Kälte festhalten? Neue Forschungsergebnisse legen eine Antwort nahe: Regulierung Stammzellen diese Kontrolle Haarfollikel und Haarwachstum.
In einer detaillierten Analyse von Mäusen fanden Wissenschaftler heraus, dass die spezifischen Muskeln, die sich zusammenziehen, wenn eine Gänsehaut auftritt, mit dem verbunden sind sympathisches Nervensystem . Wenn niedrige Temperaturen wahrgenommen werden, überbrücken diese Muskeln die Lücke zwischen sympathischen Nerven und Haarfollikeln.
Kurzfristig führt es dazu, dass sich die Haare aufstellen und eine Gänsehaut entsteht; Langfristig scheint es das Haarwachstum zu fördern. Die Forscher sagen, dies sei ein wichtiger Zusammenhang zwischen Stammzellen – mit denen der Körper andere Arten von Zellen erzeugen kann – und äußere Reize.
(Hsu-Labor/Harvard-Universität)
Oben: Haarfollikel, sympathischer Nerv (grün) und Muskel (magenta) unter dem Mikroskop.
„Die Haut ist ein faszinierendes System“ sagt der Biologe Ya-Chieh Hsu von der Harvard University. „Es verfügt über mehrere Stammzellen, die von verschiedenen Zelltypen umgeben sind, und befindet sich an der Schnittstelle zwischen unserem Körper und der Außenwelt.“ Daher könnten seine Stammzellen möglicherweise auf eine Vielzahl von Reizen reagieren – aus der Nische, dem gesamten Körper oder sogar der äußeren Umgebung.
„In dieser Studie identifizieren wir eine interessante Zweikomponenten-Nische, die die Stammzellen im Steady-State nicht nur reguliert, sondern auch moduliert Stammzelle Verhaltensweisen entsprechend den Temperaturänderungen draußen.'
Das Forscherteam verwendete eine hohe Auflösung Elektronenmikroskopie um dieses System zur Regulierung des Haarwachstums zu identifizieren, an dem die drei Gewebearten beteiligt sind, die in vielen Organen vorkommen: Nerven (der sympathische Nerv), Mesenchym (die kleinen Muskeln halten) und Epithel (die Haarfollikel-Stammzellen).
Während die Verbindung zwischen Nerv und Muskel in diesem speziellen System bereits bekannt war, ist die Verbindung zu den haarregulierenden Stammzellen eine neue und ungewöhnliche Entdeckung – Neuronen neigen dazu, Verbindungen zu anderen Neuronen oder anderen Neuronen zu bevorzugen synapsenartig Verbindungen zu den Muskeln. Hier werden diese synapsenähnlichen Verbindungen stattdessen zu Stammzellen hergestellt und wie Bänder um sie gewickelt.
(Shwartz et al., Cell, 2020)
Oben: Wie der Muskel (rosa), der sympathische Nerv (grün) und die Haarfollikel-Stammzellen (blau) auf Kälte reagieren.
Die Forschung zeigte auch, wie anhaltende Kälte die sympathischen Nerven in einen Zustand höchster Alarmbereitschaft versetzt, der über die normale niedrige Aktivierung hinausgeht, bei der sie die meiste Zeit verbringen. Es werden mehr Neurotransmitter freigesetzt, was zu einer schnelleren Aktivierung der Stammzellen und letztendlich zu einem schnelleren Haarwachstum führt.
Darüber hinaus stellte das Team fest, dass der Muskel tatsächlich eine wesentliche Verbindung zwischen Nerven und Follikelstammzellen darstellt – als der Muskel entfernt wurde, ging die Verbindung verloren. Das Wachstum der Muskeln wird tatsächlich durch die Haarfollikel selbst ausgelöst, so jedenfalls die bei Mäusen beobachtete Aktivität.
„Wir haben herausgefunden, dass das Signal vom sich entwickelnden Haarfollikel selbst kommt.“ sagt die Biologin Yulia Shwartz . „Es schüttet ein Protein aus, das die Bildung der glatten Muskulatur reguliert, die dann den Sympathikusnerv anzieht.“
„Dann dreht sich die Interaktion beim Erwachsenen um, wobei Nerv und Muskel gemeinsam die Haarfollikel-Stammzellen regulieren, um den neuen Haarfollikel zu regenerieren.“ Es schließt den ganzen Kreis – der sich entwickelnde Haarfollikel etabliert seine eigene Nische.“
Während diese Wechselwirkungen beim Menschen noch nicht beobachtet wurden, ist es aufgrund der biologischen Ähnlichkeiten zwischen Mäusen und anderen Säugetieren in diesem Bereich wahrscheinlich, dass die gleichen Prozesse unter unserer eigenen Haut ablaufen – und deshalb können wir immer noch eine Gänsehaut bekommen.
Dieselbe Anspannung der Muskeln rund um die Haarfollikel führt dazu, dass auf Ihrer Haut kleine Beulen entstehen, und Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies früher, als wir als Spezies noch viel haariger waren, einen unmittelbaren Schutz gegen die Kälte geboten hätte. Nun wurde auch eine weitere langfristige Strategie enthüllt.
Die Forscher beabsichtigen, sich weiter mit der Wechselwirkung zwischen äußeren Umgebungen und den Stammzellen in der Haut zu befassen, einschließlich der Untersuchung aller anderen möglichen Reaktionen, die möglicherweise ablaufen und von denen wir nichts wissen.
„Wir leben in einem sich ständig verändernden Umfeld“ sagt Hsu . „Da die Haut immer in Kontakt mit der Außenwelt steht, haben wir die Möglichkeit zu untersuchen, welche Mechanismen Stammzellen in unserem Körper nutzen, um die Gewebeproduktion an sich ändernde Anforderungen anzupassen, was für das Gedeihen von Organismen in dieser dynamischen Welt unerlässlich ist.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Zelle .