Wenn wir unser Gesicht mit einem Gesichtsreiniger waschen, beginnt unsere Haut zu spannen. Dieses Gefühl verschwindet in der Regel nach dem Auftragen Ihrer Lieblingsfeuchtigkeitscreme. Dieses Gefühl in unserer Haut mag subjektiv erscheinen, aber Forscher der Stanford University haben kürzlich den Mechanismus hinter diesen Empfindungen entschlüsselt. Ihre Ergebnisse, die heute (26. September) in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS Nexus) veröffentlicht wurden, zeigen, wie mechanische Veränderungen an der äußeren Oberfläche der Haut in Empfindungen umgesetzt werden, und bieten eine quantitative Methode, um zu bestimmen, wie Menschen ihre Haut nach dem Auftragen von Feuchtigkeitscremes oder Reinigungsmitteln wahrnehmen.


„Diese Arbeit gibt uns neue Erkenntnisse darüber, wie Produkte die physikalischen Eigenschaften der Haut beeinflussen, nicht nur die Hautgesundheit, sondern auch das Hautgefühl. Das ist ein großer Fortschritt“, sagte Reinhold Dauskardt, Ruth G. und William K. Bowes-Professor am Department of Materials Science and Engineering der Stanford University. „Dies liefert ein völlig neues Verständnis für die Gestaltung dieser Formulierungen.“

Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers und ständig der Umwelt ausgesetzt. Die äußerste Hautschicht – das Stratum Corneum – fungiert als Barriere, blockiert schädliche Chemikalien und Bakterien und speichert Feuchtigkeit. Wenn wir scharfe Reinigungsmittel verwenden, entfernen diese einen Teil der Lipide, die Feuchtigkeit speichern, was dazu führt, dass die Hornschicht schrumpft. Eine gute Feuchtigkeitscreme erhöht den Feuchtigkeitsgehalt der Nagelhaut und lässt sie anschwellen.

Dauskardt und seine Kollegen sagten voraus, dass die durch diese Kontraktion oder Expansion erzeugte mechanische Kraft durch die Haut wandern, Mechanorezeptoren (sensorische Rezeptoren, die mechanische Kraft in Nervensignale umwandeln) unter der Epidermis erreichen und dann Signale an das Gehirn senden würden, die wir als das Gefühl straffer Haut verstehen.

Um ihre Theorie zu testen, untersuchten die Forscher die Wirkung von neun verschiedenen Feuchtigkeitsformeln und sechs verschiedenen Reinigungsmitteln auf Spenderhautproben aus drei Körperbereichen – Wangen, Stirn und Bauch. Sie haben im Labor Veränderungen im Stratum Corneum gemessen und diese Informationen dann in ein komplexes Modell der menschlichen Haut eingespeist, um vorherzusagen, welche Signale die Mechanorezeptoren aussenden würden.

Die Forscher konnten die verschiedenen Formeln danach einstufen, wie die Probanden beschrieben, wie sich ihre Haut anfühlte. Die Vorhersagen aus ihrer Analyse stimmten fast genau mit denen überein, die Menschen in Versuchen am Menschen für jede Formulierung berichteten. Mitarbeiter von L'Oréal Research and Innovation rekrutierten 2.000 Frauen in Frankreich, um neun Feuchtigkeitscremes zu bewerten, und 700 Frauen in China, um sechs Reinigungsmittel zu bewerten. Die Teilnehmer bewerteten die Hautspannung, die sie nach der Anwendung der ihnen gegebenen Formeln verspürten.

„Wir verglichen die Vorhersagen mit dem, was uns die Probanden sagten, und die Ergebnisse stimmten absolut überein. Mit anderen Worten: Was wir vorhersagten, war genau das, was sie uns sagten, und das ist absolut eine bemerkenswerte Korrelation mit sehr hoher statistischer Signifikanz.“

Das Verstehen und Vorhersagen, wie sich Menschen nach der Verwendung von Hautpflegeprodukten fühlen werden, kann Kosmetikunternehmen dabei helfen, ihre Formeln zu verbessern, bevor sie die Menschen zum Testen auffordern. Mit einem so detaillierten Modell, wie mechanischer Stress durch die Hautschichten übertragen wird, könnten diese Methoden laut Dauskardt nicht nur zur Beurteilung der Hautfestigkeit eingesetzt werden.

„Es bietet einen Rahmen für die Entwicklung neuer Produkte“, sagte Dauskardt. „Wenn Sie der äußeren Hautschicht etwas antun, das dazu führt, dass sie ihren Belastungs- und Stresszustand ändert, können wir Ihnen sagen, wie diese Informationen übermittelt werden und wie Verbraucher diese Informationen interpretieren und melden.“

Dowscutt hofft, dieses neue Verständnis auch auf die Entwicklung tragbarer Geräte anwenden zu können. Wenn wir beispielsweise wüssten, wie das Gehirn kleine Veränderungen der Hautspannung interpretiert, könnten wir diesen Mechanismus möglicherweise nutzen, um absichtliche Signale zu senden. So wie Braille-Leser die Empfindungen, die sie mit der Fingerspitze spüren, in Worte übersetzen, können Geräte, die winzige mechanische Veränderungen in unserer Haut hervorrufen, möglicherweise Botschaften übermitteln.

„Wir haben herausgefunden, wie mechanische Informationen von der äußeren Schicht des Stratum corneum bis zu den Neuronen weiter unten in der Haut übertragen werden“, sagte Dauskardt. „Können wir nun durch die menschliche Haut kommunizieren? Können wir unser Verständnis dieser Mechanismen nutzen, um ein Gerät zu entwickeln, das anderen Informationen auf nonverbale, nicht visuelle Weise bereitstellt? Dies ist einer der Bereiche, an denen wir sehr interessiert sind.“