Woraus besteht Haar? Die Struktur eines einzelnen Haars verständlich erklärt

Haar ist eine keratinisierte biologische Faser, die hauptsächlich aus Protein, Wasser, Lipiden, Pigmenten und Mineralstoffen besteht. Nur die Strukturen unterhalb der Haut sind lebendig; der sichtbare Haarschaft besteht aus abgestorbenem, verhärtetem Gewebe.

Haar zählt zu den am besten erforschten biologischen Materialien der Wissenschaft. Jede Haarfaser entsteht aus lebenden Zellen in der Haut und verhärtet anschließend zu einer Faser aus Keratin, einem widerstandsfähigen Strukturprotein. Laut Robbins besteht die Haarfaser zu etwa 65 bis 95 Prozent aus Protein; Wasser, Lipide, Melaninpigmente und Spurenelemente machen den verbleibenden Anteil aus (Robbins 2012). Das Verständnis dieser Struktur ist wichtig, da Haargesundheit, Styling-Ergebnisse, Haarbruchmuster und Haarausfall auf sie zurückzuführen sind. Dieser Artikel erklärt den Aufbau des Haares Schicht für Schicht – von den Aminosäuren bis zum Follikel – anhand einer semantischen SEO-Struktur, damit jede Frage eine klare Antwort erhält.

Was sind die Hauptbestandteile des menschlichen Haares?

Keratinprotein, Wasser, Lipide, Melaninpigmente und Mineralstoffe. Keratin macht den größten Anteil aus und bildet das mechanische Grundgerüst der Haarfaser.

Haar ist ein Verbundmaterial und kein einzelner Stoff. Keratin macht den größten Teil der Haarfaser aus und verleiht ihr Stabilität. Wasser befindet sich in der inneren Struktur und beeinflusst die Flexibilität. Lipide bedecken die Oberfläche und regulieren den Feuchtigkeitsaustausch. Melaninpigmente verleihen dem Haar seine Farbe. Mineralstoffe wie Zink, Kupfer und Kalzium kommen in Spuren vor und tragen zur Stabilität der Haarfaser bei (Robbins 2012). Jeder Bestandteil erfüllt eine eigene Funktion; gemeinsam erklären sie, warum sich Haar so verhält, wie es sich verhält.

Was ist Keratin und warum ist es für das Haar unverzichtbar?

Keratin ist ein faserförmiges Strukturprotein, das aus Aminosäuren besteht. Durch ein einzigartiges Bindungssystem verleiht es dem Haar Festigkeit, Elastizität und Form.

Keratin gehört zu einer Proteinfamilie, den sogenannten Intermediärfilamenten. Alpha-Keratin, die im menschlichen Haar vorkommende Form, nimmt eine helikale Struktur an und lagert sich zu stabilen Fasern zusammen (Bragulla und Homberger 2009). Eine schwefelhaltige Aminosäure namens Cystein ist maßgeblich für diese Festigkeit verantwortlich. Zwei Cysteinmoleküle bilden eine Disulfidbrücke, eine Querverbindung, die die Keratinketten zusammenhält. Dieses Bindungssystem ermöglicht es dem Haar, sich zu dehnen und zu biegen und anschließend in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Chemische Behandlungen wie Dauerwellen wirken genau dadurch, dass sie diese Disulfidbrücken aufbrechen und neu bilden (Robbins 2012). Das Haar enthält auch Bereiche, die dem Beta-Keratin ähneln, jedoch dominiert Alpha-Keratin die Faserschicht und bestimmt die meisten mechanischen Eigenschaften.

Welche drei Schichten hat ein Haarschaft?

Die Cuticula, der Cortex und die Medulla. Die Cuticula schützt das Haar, der Cortex verleiht ihm Festigkeit und Farbe, und die Medulla liegt im Inneren – sie kann teilweise fehlen.

Ein Querschnitt durch einen Haarschaft zeigt drei konzentrische Schichten. Die folgende Tabelle bietet zunächst eine Übersicht, bevor jede Schicht ausführlich beschrieben wird.

Was ist die Haar-Cuticula?

Die Cuticula ist die äußere Schutzschicht aus überlappenden, schuppenartigen Zellen. Sie bestimmt, wie das Haar mit Wasser, Chemikalien, Hitze und Reibung interagiert.

Die Cuticula besteht aus fünf bis zehn Schichten flacher, überlappender Zellen, die jeweils von einer Lipidmembran umgeben sind (Robbins 2012). Diese Schuppen zeigen von der Wurzel zur Spitze wie Dachziegel. Gesunde Cuticula-Schuppen liegen glatt an, sodass sich das Haar geschmeidig anfühlt und Licht reflektiert. Aufgerichtete oder fehlende Schuppen führen zu Rauigkeit, Verfilzungen und Haarbruch. Hitzestyling, chemische Behandlungen, UV-Strahlung und mechanische Reibung lassen diese Schuppen aufstehen. Sobald sich die Cuticula abnutzt, verliert der darunterliegende Cortex seinen Schutz.

Was ist der Haar-Cortex?

Der Cortex bildet den größten Teil des Haarschafts und enthält Keratinbündel sowie Melaninpigmente. Er bestimmt die Stärke, Struktur und Farbe des Haares.

Der Cortex macht ungefähr 90 Prozent der Masse des Haarschafts aus. Längliche Cortexzellen verlaufen parallel zum Haar und sind mit Keratinfilamenten gefüllt, die durch Disulfidbrücken miteinander vernetzt sind (Bragulla und Homberger 2009). Bündel dieser Filamente ordnen sich zu größeren Strukturen an, den sogenannten Makrofibrillen. Der Cortex enthält außerdem die Melaningranula, die für die natürliche Haarfarbe sorgen. Da der Cortex die mechanische Belastung des Haarschafts trägt, zeigt sich eine Schädigung hier in Form von Schwäche, Spliss und nachlassender Elastizität.

Was ist die Haar-Medulla?

Das Mark ist der lockere zentrale Kern mancher Haare und besteht aus Zellen und Lufträumen. Es fehlt häufig, insbesondere bei feinem oder hellem Haar.

Das Mark befindet sich im Zentrum des Haarschafts und besteht aus locker angeordneten Zellen mit Lufträumen dazwischen (Robbins 2012). Dicke, kräftige Haare enthalten in der Regel ein Mark, während feine Vellushaare oft vollständig marklos sind. Über seine genaue Funktion herrscht unter Wissenschaftlern weiterhin Uneinigkeit, allerdings könnte es dicken Haarfasern zusätzliche Festigkeit verleihen. Sein Vorhandensein oder Fehlen ermöglicht eine einfache Einteilung: Markhaltiges Haar besitzt einen zentralen Kern, markloses Haar nicht.

Was ist der Unterschied zwischen Haarschaft und Haarwurzel?

Der Haarschaft ist der sichtbare, abgestorbene Teil oberhalb der Haut. Die Haarwurzel ist der lebende, wachsende Teil innerhalb des Haarfollikels.

Jedes Haar besteht aus zwei anatomischen Bereichen. Der Haarschaft ragt über die Hautoberfläche hinaus und besteht vollständig aus verhärteten, verhornten Zellen. Die Haarwurzel liegt unterhalb der Hautoberfläche und ist in einer Struktur verankert, die als Haarfollikel bezeichnet wird (NCBI 2023). Die Haarwurzel ist der einzige Teil, der wächst. Sobald die Zellen verhornen und in den Haarschaft aufsteigen, sterben sie ab. Diese Tatsache erklärt, warum das Schneiden der Haare ihr Wachstum nicht beeinflusst und warum ausschließlich der Zustand des Haarfollikels darüber entscheidet, ob neues Haar entsteht.

Aus welchen Strukturen besteht ein Haarfollikel?

Der Haarfollikel ist ein Mini-Organ mit Hüllen, Drüsen, Muskeln und Nerven, das jedes Haar bildet, mit Talg versorgt und sensorisch wahrnimmt.

Der Haarfollikel umfasst spezialisierte Bereiche und unterstützende Strukturen:

• Infundibulum: der trichterförmige obere Abschnitt nahe der Hautoberfläche

• Isthmus und Wulst: der mittlere Bereich mit Stammzellen, die den Haarfollikel regenerieren

• Unterer Follikel: der untere Bereich mit Haarzwiebel und Haarmatrix

• Äußere und innere Wurzelscheide: schützende Hüllen, die die wachsende Haarfaser führen

• Musculus arrector pili: ein kleiner Muskel, der die Haare aufrichtet

• Talgdrüse: produziert Talg, das natürliche Öl zur Versorgung von Haaren und Haut

• Nervenfasern: umschließen den Haarfollikel und registrieren Berührungen

Gemeinsam koordinieren diese Bestandteile die Haarbildung, das Haarwachstum, die Wahrnehmung und die Versorgung mit Talg.

Was geschieht in der Haarzwiebel?

Die Haarzwiebel enthält die dermale Papille und die Haarmatrix, in der neue Zellen entstehen, verhornen und Pigmente erhalten.

Die Haarzwiebel bildet das verdickte Ende des Haarfollikels. In ihrem Inneren ist die dermale Papille mit Blutgefäßen verbunden und versorgt sie mit Sauerstoff und Nährstoffen. Rund um die Papille befindet sich die Haarmatrix, in der einige der sich am schnellsten teilenden Zellen des menschlichen Körpers liegen (Schneider, Schmidt-Ullrich und Paus 2009). Die Matrixzellen vermehren sich, wandern nach oben, füllen sich mit Keratin und verhärten. Während ihrer Bildung übertragen Melanozyten Melanin auf diese Zellen. So entsteht ein kontinuierlicher Strom verhornter Zellen, die als Haarschaft hervortreten.

Wie entsteht eine neue Haarsträhne?

Matrixzellen teilen sich, differenzieren sich, füllen sich mit Keratin und wandern als abgestorbene, verhärtete Zellen nach oben, wo sie den sichtbaren Haarschaft bilden.

Der Prozess folgt einer klaren Abfolge. Matrixzellen in der Nähe der dermalen Papille teilen sich rasch. Während sie nach oben wandern, aktivieren sie Keratin-Gene, verlieren ihre Zellkerne und sterben ab. Durch die Keratinisierung verhärtet sich jede Zelle, und die übereinandergelagerten Zellen verdichten sich zu einer festen Faser (Bragulla and Homberger 2009). Anschließend wandert der Haarschaft durch den Follikelkanal und tritt durch die Hautoberfläche aus. Der sichtbare Haarschaft enthält keine lebenden Zellen, wird nicht durchblutet und verfügt über keine Nerven.

Wodurch wird die Haarfarbe bestimmt?

Melanozyten bilden zwei Pigmente: Eumelanin und Phäomelanin. Ihr Verhältnis bestimmt jede natürliche Haarfarbe.

Melanozyten im Haarbulbus bilden Melanin und übertragen es auf die entstehenden Haarzellen (Schneider, Schmidt-Ullrich, and Paus 2009). Eumelanin erzeugt braune und schwarze Farbtöne. Phäomelanin erzeugt rote und gelbe Farbtöne. Schwarzes Haar enthält viel Eumelanin; blondes Haar enthält nur geringe Mengen beider Pigmente; rotes Haar enthält reichlich Phäomelanin. Mit zunehmendem Alter verlangsamen die Melanozyten ihre Produktion, das Pigment verblasst und das Haar erscheint grau oder weiß. Strukturelle Veränderungen im Inneren alternder Haarfasern streuen außerdem das Licht und verstärken dadurch den silbrigen Eindruck (Robbins 2012).

Warum ist manches Haar glatt und anderes lockig?

Die Form des Follikels bestimmt den Querschnitt des Haarschafts. Runde Haarschäfte wachsen glatt; ovale oder unregelmäßig geformte Haarschäfte wachsen lockig.

Ein gerader Follikel erzeugt eine runde Faser, die gleichmäßig in alle Richtungen wächst. Ein asymmetrischer oder gekrümmter Follikel erzeugt einen ovalen oder abgeflachten Querschnitt. Das ungleichmäßige Wachstum entlang dieser Form krümmt die Faser zu einer Locke (Thibaut et al. 2005). Stark gelocktes Haar weist typischerweise einen deutlich abgeflachten Querschnitt und einen gekrümmten Follikel auf. Dabei handelt es sich um einen strukturellen Unterschied und nicht um einen Unterschied in der Keratinchemie. Deshalb entsteht das Lockenmuster bereits, bevor das Haar die Hautoberfläche erreicht.

Was verleiht dem Haar seine Stärke und Elastizität?

Keratinbündel im Kortex, die durch Disulfidbrücken miteinander vernetzt sind, verleihen dem Haar Festigkeit und Elastizität. Schäden an diesen Bindungen beeinträchtigen beides.

Der Kortex enthält Keratinfilamente, die in eine Proteinmatrix eingebettet sind. Disulfidbrücken zwischen Cystein-Einheiten sowie schwächere Wasserstoff- und Salzbrücken halten dieses Netzwerk zusammen (Robbins 2012). Wasserstoffbrücken lösen sich durch Wasser und Wärme leicht, wodurch sich das Haar beim Styling dehnen kann. Beim Trocknen bilden sie sich wieder zurück. Disulfidbrücken sind wasserbeständig und verleihen dem Haar seine dauerhafte Form. Blondierungen und chemische Glättungen greifen diese starken Bindungen an. Dadurch wird verständlich, warum chemisch behandeltes Haar schwächer ist und leichter bricht.

Wie beeinflussen Wasser, Lipide und Mineralien die Haarstruktur?

Wasser steuert die Elastizität, Lipide versiegeln die Oberfläche und begrenzen den Feuchtigkeitsverlust, während Mineralien die Faser stabilisieren.

Wasser dringt in den Kortex ein und wirkt als Weichmacher, der das Haar geschmeidig hält. Trockenes Haar nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf und quillt; sehr nasses Haar kann sich um bis zu 30 Prozent seiner Länge dehnen (Robbins 2012). Lipide bilden eine Schutzbarriere auf der Cuticula und verlangsamen die Wasserbewegung hinein und hinaus. Talg aus der Talgdrüse verteilt sich entlang des Haarschafts und verringert die Reibung. Mineralien wie Kalzium, Magnesium und Eisen binden an Keratin und beeinflussen die Textur und Steifigkeit. Hartes Wasser hinterlässt Mineralablagerungen, die das Haar rau erscheinen lassen – eine chemische Ursache mit einer physikalischen Auswirkung.

Was ist der Haarwachstumszyklus und wie hängt er mit der Struktur zusammen?

Das Haar wächst in wiederkehrenden Phasen: Anagen, Katagen, Telogen und Exogen. Nach dem Ausfallen bildet der Follikel jeden neuen Haarschaft erneut.

Der Zyklus bestimmt, ob ein Follikel Haare produziert, ruht oder sie abstößt.

Der Verlust von 50 bis 100 Haaren täglich ist normal (NCBI 2023). Übermäßiger Haarausfall tritt auf, wenn Haarfollikel geschädigt sind oder viele Haare gleichzeitig in die Telogenphase eintreten – ein Muster, das beim telogenen Effluvium zu beobachten ist. Strukturelle Probleme des Haarschafts und Erkrankungen der Haarfollikel sind unterschiedliche Probleme, was zu einer wichtigen Unterscheidung führt.

Kann eine Schädigung des Haarschafts rückgängig gemacht werden?

Nein. Der Haarschaft besteht aus abgestorbenem Gewebe und kann sich biologisch nicht selbst reparieren. Pflege kann Schäden lediglich kaschieren.

Sobald keratinisierte Zellen verhärtet sind und absterben, kann der Körper sie nicht wieder aufbauen. Gespaltene Spitzen können nicht wieder zusammenwachsen, und gebrochene Disulfidbrücken im Haarschaft können sich nicht regenerieren (Robbins 2012). Kosmetische Pflegeprodukte umhüllen die Haarfaser, glätten die Schuppenschicht und verbessern das Erscheinungsbild vorübergehend. Eine echte Regeneration findet nur im Haarfollikel statt, wo neues, unbeschädigtes Haar gebildet wird. Deshalb sind die Vorbeugung von Schäden durch schonenden Umgang, Hitzeschutz und einen maßvollen Einsatz chemischer Behandlungen wichtiger als eine Reparatur.

Wie hängt die Haarstruktur mit Haarausfall zusammen?

Haarausfall ist ein Problem des Haarfollikels, nicht des Haarschafts. Geschädigte Haarfollikel oder gestörte Wachstumszyklen verringern die Neubildung von Haaren.

Ein rauer, brüchiger Haarschaft beeinträchtigt das Erscheinungsbild, nicht jedoch das Wachstum. Haarausfall beginnt im Haarfollikel: Bei androgenetischer Alopezie schrumpfen die Haarfollikel im Laufe mehrerer Zyklen, bei Alopecia areata greifen Immunzellen die Haarfollikel an, und ein telogenes Effluvium versetzt Haare vorzeitig in die Ruhephase (Schneider, Schmidt-Ullrich und Paus 2009). Die Beurteilung von Haarausfall erfordert eine Untersuchung der Biologie der Haarfollikel, des Zeitpunkts im Haarzyklus und der Gesundheit der Kopfhaut, denn nur der Haarfollikel entscheidet darüber, ob das nächste Haar entsteht.

Häufig gestellte Fragen zur Haarstruktur

Besteht Haar vollständig aus Keratin?

Nein. Keratin macht den größten Anteil aus, doch auch Wasser, Lipide, Melanin und Mineralien sind Bestandteil der Faser. Die genaue Zusammensetzung variiert von Person zu Person (Robbins 2012).

Ist der Haarschaft lebendes Gewebe?

Nein. Die Zellen des Haarschafts verhornen und sterben ab, bevor sie den Follikel verlassen. Nur die Haarwurzel und der Haarbulbus enthalten lebende Zellen.

Welcher Teil eines Haars ist am stärksten?

Der Cortex, denn seine Keratinbündel und Disulfidbindungen tragen die mechanische Belastung der Faser.

Hat jedes Haar ein Mark?

Nein. Dicke Haare besitzen in der Regel ein Mark, während es bei feinen Haaren häufig fehlt.

Wo befindet sich Melanin im Haar?

Im Inneren der Cortexzellen, wo es während der Haarbildung von Melanozyten im Haarbulbus eingelagert wird.

Was macht Haar lockig oder glatt?

Die Form des Follikels und der Querschnitt des Haarschafts. Ovale Haarschäfte kringeln sich, während runde Haarschäfte glatt bleiben (Thibaut et al. 2005).

Warum wird das Haar grau oder weiß?

Mit zunehmendem Alter verlangsamen die Melanozyten die Melaninproduktion. Zudem streuen strukturelle Veränderungen innerhalb der Faser das Licht.

Kann sich geschädigtes Haar selbst reparieren?

Nein. Der Haarschaft kann sich nicht regenerieren, auch wenn der Follikel kontinuierlich neues Haar bildet.

Unterscheidet sich die Zusammensetzung des Haares von Person zu Person?

Ja. Pigment, Lipidgehalt und Mineralstoffgehalt variieren abhängig von Genetik, Alter, Ernährung und Umwelt.

Welcher Teil des Haares ist für das Wachstum verantwortlich?

Die Haarmatrix im Haarbulbus, die von der dermalen Papille mit Nährstoffen versorgt wird.

Fazit: Wie das Verständnis der Haarstruktur die Haargesundheit erklärt

Das Haar ist eine keratinisierte Faser mit Cuticula, Cortex und Medulla. Es wird von einem lebenden Follikel gebildet, der verschiedene Wachstums- und Ruhephasen durchläuft.

Das Haar funktioniert gleichzeitig auf vier Ebenen: auf der chemischen Ebene mit Keratin, Wasser, Lipiden, Pigmenten und Mineralien; auf der Faserebene mit Cuticula, Cortex und Medulla; auf der Follikelebene mit Wurzel, Bulbus, Matrix und dermaler Papille; sowie auf der biologischen Ebene mit Zellproduktion, Keratinisierung, Pigmentierung und dem Haarwachstumszyklus. Der sichtbare Haarschaft ist nicht lebendig und kann sich nicht selbst regenerieren, während der verborgene Follikel jeden zukünftigen Haarschaft bestimmt. Diese Unterscheidung erklärt nahezu alle praktischen Fragen rund ums Haar – von der Tatsache, dass eine Spülung Spliss nicht reparieren kann, bis hin dazu, warum sich eine Haarausfallbehandlung auf die Kopfhaut und nicht auf den Haarschaft konzentriert.

Literaturverzeichnis

Bragulla, Hermann H., und Dominique G. Homberger. „Struktur und Funktionen von Keratinproteinen in einfachen, geschichteten, keratinisierten und verhornenden Epithelien.“ Journal of Anatomy, Bd. 214, Nr. 4, 2009, S. 516–559.

NCBI. „Anatomie, Haarfollikel.“ StatPearls, National Center for Biotechnology Information, 2023.

Robbins, Clarence R. Chemical and Physical Behavior of Human Hair. 5. Aufl., Springer, 2012.

Schneider, Marlon R., Ruth Schmidt-Ullrich und Ralf Paus. „Der Haarfollikel als dynamisches Miniorgan.“ Current Biology, Bd. 19, Nr. 3, 2009, S. R132–R142.

Thibaut, Stanislas, et al. „Die Form des menschlichen Haares wird vom Bulbus programmiert.“ British Journal of Dermatology, Bd. 152, Nr. 4, 2005, S. 632–638.