Dieser Text stellt lediglich eine Stoffsammlung für den Haupttext zur UVB-Kollektor-Hypothese dar und daher werden verschiedene Gedanken ziemlich ungeordnet bearbeitet.
Die UVB-Kollektor-Hypothese in sehr kurzer Form:
"Die männliche Glatze wirkt durch Form und Ausrichtung beim aufrechten Gang
des Mannes wie ein UVB-Kollektor, der für die Absorption von UVB-Strahlung
optimiert ist. Unter der Bedingung des saisonalen UVB-Mangels trägt die Glatze zur Erhöhung
der Motilität der Spermien bei und fördert somit die Wahrscheinlichkeit für
die Befruchtung einer Eizelle. Genau das ist der Grund, warum sich die
Androgenetische Alopezie (AGA) im Lauf der Evolution des Menschen durchgesetzt
hat. Der entscheidende Faktor in diesem Zusammenhang ist die durch
1,25(OH)2D3 (Calcitriol) erhöhte Motilität der Spermien."
The UVB-collector hypothesis of male-pattern baldness / The UVB-collector hypothesis of androgenetic alopecia
Abstract:
The skin on the bald head of men with androgenetic alopecia works as a collector for UVB-radiation.
Apparently, men urgently need vitamin D for producing highly motile spermatozoa.
Men with bald heads produce more vitamin D in early spring. Therefore, androgenetic alopecia may be
regarded as a selection advantage during the evolution of mankind.
zunächst nur Stichworte:
Der 25-Hydroxy-Vitamin-D-Spiegel des Mannes beeinflusst die Beweglichkeit der Spermien. Männer mit höherem 25(OH)D-Spiegel haben eine höhere Beweglichkeit der Spermien. Literatur dazu ist von Martin Blomberg Jensen im Web zu finden.
Die Motilität der Spermien ist der entscheidende Faktor bei der Befruchtung der Eizelle. Die statistische Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Befruchtung dürfte also bei Männern mit höherem 25(OH)D-Spiegel deutlich höher sein. Die erhöhte Motilität der Spermien ist eine Wirkung des Calcitriols.
Im Verlauf der Evolution könnte also die Ausbildung einer männlichen Glatze (Androgenetische Alopezie, AGA) durch natürliche Selektion entstanden sein, um im Frühjahr den 25(OH)D-Spiegel der männlichen Individuen schnell anzuheben. Es wird hier unterstellt, dass Männer mit Glatze im Frühjahr (im Vergleich zu gleichaltrigen Männern mit vollem Haar) einen schnelleren Anstieg des 25(OH)D-Spiegels im Serum erfahren. Dieser Effekt sollte sich experimentell nachweisen lassen. Es wird behauptet, dass die haarlose Kopfhaut im Frühjahr (speziell in den Monaten März bis Mai auf der Nordhalbkugel der Erde) schneller genug UV-B-Strahlung für die Produktion von Vitamin D absorbiert als die behaarte Kopfhaut. Männer mit Glatze hätten also einen Vorteil bei der Fortpflanzung und deshalb könnte sich die Androgenetische Alopezie speziell in Gebieten nördlich des nördlichen Wendekreises im Verlauf der Auswanderung unserer Vorfahren aus Afrika entwickelt haben.
Hinweis auf das Buch von Birte Hintzpeter (ISBN: 978-3-89959-782-0): Auf Seite 42 ist eine Grafik zum saisonalen Verlauf des 25(OH)D-Spiegels in Deutschland zu sehen. Das Minimum des 25(OH)D-Spiegels wird im Februar erreicht. Vermutlich erreicht auch die Spermien-Motilität zu diesem Zeitpunkt ihr Minimum.
Maxwell, J. D.: "Seasonal variation in vitamin D", Proceedings of the Nutrition Society (1994), 53, 533-543.
Literatur zur Frage der Abhängigkeit der Spermien-Motilität vom
25(OH)D-Spiegel:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21427118
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22414629
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22635305
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22275473
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22404291
Vitamin D in human
reproduction: a narrative review.
Der Anteil der UVB-Strahlung ist dann ausreichend hoch, wenn die Sonne unter einem Erhebungswinkel von mehr als 45 Grad zum Horizont erscheint. Damit lässt sich das seltsame Ausfallmuster der androgenetischen Alopezie erklären und zwar sowohl die klassische "Hufeisenform" (von oben betrachtet) als auch die Ausbildung von "Geheimratsecken" mit Resthaar im Scheitelbereich. Vermutlich ist die Androgenetische Alopezie im Verlauf der Evolution mindestens zweimal unabhängig voneinander entwickelt worden. In Gebieten mit steilerem Sonnenstand (z. B. im Mittelmeerraum) sollte man eher voll ausgebildete Glatzen erwarten und in Gebieten mit flacherem Sonnenstand (weiter nördlich) sollte das Muster mit den Geheimratsecken vorherrschen.
Bei 49 Grad nördlicher Breite (zum Beispiel in Karlsruhe oder in Paris) tritt die UV-B-Strahlung in den Monaten April bis November unter einem Erhebungswinkel (gemessen vom Horizont aus) zwischen etwa 45 Grad und maximal 64,5 Grad (am Sommeranfang) auf. In der folgenden Skizze ist der Einfallswinkel auf das im Scheitelpunkt des Schädeldaches errichtete Lot bezogen. Man erhält also einen schmalen Winkelbereich zwischen circa 25 und 45 Grad, in dem die Dorno-Strahlung im Zeitraum zwischen April und September vorzugsweise einfällt. Das bedeutet aber, dass der Winkel, in dem die UVB-Strahlen auf die Kopfhaut auftreffen, nur um knapp zwanzig Grad variiert. Für die Vitamin-D-erzeugende Wirkung ist vor allem die UVB-Strahlung relevant, die die Hornschicht der Epidermis senkrecht (also in einem Winkel von 90 Grad zur Hautoberfläche!) durchdringt und dann die Keimschicht erreicht. In der Keimschicht erfolgt die Umwandlung von 7-Dehydrocholesterol zu Cholecalciferol. Die Zone, in der die UVB-Strahlung (Dorno-Strahlung) senkrecht auf der Kopfhaut auftrifft, liegt also wie eine Art "Stirnband" um den Kopf herum. Genau im Bereich dieses "Stirnbandes" liegen nun aber sowohl die Geheimratsecken als auch die Tonsur! Im Gegensatz dazu trifft die UVA-Strahlung in einem wesentlich größeren Winkelbereich auf. Mit dieser Tatsache lässt sich die Ausbildung der "Geheimratsecken" erklären. Sie liegen ziemlich genau in dem Winkelbereich, der von der UVB-Strahlung am stärksten getroffen wird. Eine gezielte Ausdünnung des Haarwuchses in diesem Bereich optimiert also die UVB-Absorption und könnte daher bei männlichen Individuen im Verlauf der Evolution durch natürliche Selektion begünstigt worden sein. Wenn man annimmt, dass die Motilität der Spermien (also ihre Eigenbeweglichkeit) der entscheidende Faktor für die Befruchtung der Eizelle ist, so wäre ein männliches Individuum mit Glatze im Frühjahr aufgrund des schneller ansteigenden 25(OH)D-Spiegels besonders früh in der Lage, optimal bewegliche Spermien zu produzieren. Aus diesem Grund ist die androgenetische Alopezie hauptsächlich auf das männliche Geschlecht beschränkt. In diesem Sinne wird die Androgenetische Alopezie als eine besondere Fähigkeit zur gezielten Ausdünnung des Kopfhaares zur Sicherung der Fortpflanzung interpretiert. Es wäre also ein Fehler, die Androgenetische Alopezie einfach als die Folge einer Schädigung durch UVB-Strahlung zu betrachten. Die AGA ist also kein Strahlenschaden, sondern sie erfüllt einen bestimmten Zweck im Bereich der sexuellen Fortpflanzung. Die Lage und Form der männlichen Glatze ist dabei indirekt eine Folge des aufrechten Ganges, weil beim aufrechten Gang unter freiem Himmel die Kopfhaut im Bereich der Glatze optimal der Dorno-Strahlung ausgesetzt wird.
Obwohl die Erkennung der durch Dorno-Strahlung optimal bestrahlten Bereiche für die UVB-Kollektor-Hypothese nicht zwingend notwendig ist, könnte sich eine Untersuchung der Rolle der cis-Urocaninsäure bei der Entstehung der AGA lohnen. Die cis-Urocaninsäure tritt speziell in den Hautbezirken auf, in denen besonders viel UVB-Strahlung absorbiert worden ist. (Quelle: Stremnitzer, Caroline: "The Roles of Urocanic Acid in the Response of Epidermal Cells to UVB". Diplomarbeit, Wien, 2010). Besonders interessant dürfte dabei auch die Wechselwirkung zwischen der cis-Urocaninsäure und bestimmten Prostaglandinen sein! Für die Bestimmung der lokalen Konzentration der cis-Urocaninsäure im Stratum corneum der Kopfhaut könnte die konfokale Raman-Spektroskopie eingesetzt werden. Die Tauglichkeit diese Messmethode für Messungen in vivo konnte von Egawa und Mitarbeitern (Photochem. Photobiol. Sci., 2010, 9, 730-733) gezeigt werden.
Der Wellenlängenbereich der Dorno-Strahlung erstreckt sich von 315 nm bis 280 nm und dies entspricht einer Photonenenergie von 3,94 eV bis 4,43 eV. Für die Umwandlung eines Moleküls 7-Dehydrocholesterol in die Vorstufe des Vitamin D3 (Prävitamin D3 oder Präcalciferol) wird also eine Energie von rund vier Elektronenvolt benötigt. Es ist interessant, dass auch die Umwandlung von trans-Urocaninsäure in cis-Urocaninsäure etwa im gleichen Wellenlängenbereich (310 ... 280 nm) stattfindet. Für das Umklappen eines Moleküls trans-Urocaninsäure in die cis-Form wird ebenfalls ein Photon mit einer Energie von rund vier Elektronenvolt benötigt. Die lokale Konzentration der cis-Urocaninsäure in der Kopfhaut könnte daher als Indikator für die Dosis der lokal absorbierten UVB-Strahlung benutzt werden. Es ist naheliegend anzunehmen, dass die lokale Konzentration der cis-Urocaninsäure mit dem Ausdünnungsmuster der Androgenetischen Alopezie korreliert. Denkbar wäre auch, dass die cis-Urocaninsäure aktiv an der Unterdrückung des Haarwachstums auf der männlichen Glatze beteiligt ist, aber das ist zur Zeit noch reine Spekulation. Es könnte also sinnvoll sein, die lokale Konzentration der cis-Urocaninsäure im Stratum corneum der Kopfhaut auf der männlichen Glatze zu bestimmen. Eine dafür geeignete (nicht-invasive) Methode ist die sogenannte konfokale Raman-Spektroskopie.
Egawa M, Nomura J, Iwaki H: The evaluation of the amount of cis- and trans-urocanic acid in the stratum corneum by Raman spectroscopy. Photochem. Photobiol. Sci., 2010, 9, 730-733.
Aus den Überlegungen zur Wirkung der UVB-Strahlung auf der unbedeckten Kopfhaut ergibt sich nun ein einfaches mathematisches Modell, mit dessen Hilfe man die Entstehung der Glatze auf der Kopfhaut simulieren könnte. Ich möchte dieses Modell als das "Isoklinen-Modell" bezeichnen, weil sich bei der senkrechten Projektion der angegebenen Winkel auf die Kopfhaut Linien gleicher Neigung (Isoklinen) ergeben. Im Endstadium folgt die Haargrenze der Glatze über den Ohren etwa der 45-Grad-Isokline, wenn man diese Linie zunächst bei normaler Kopfhaltung betrachtet und nur die Rotation des Kopfes um die z-Achse (das Lot) berücksichtigt. Im folgenden Bild sieht man die 45-Grad-Isokline (grüne Linie) und die 25-Grad-Isokline (blaue Linie). Der rot schraffierte Bereich dazwischen markiert die Fläche, auf der die UVB-Strahlung im Verlauf eines Jahres mit maximaler Wirkung auf der unbedeckten Kopfhaut auftrifft. Der hintere Rand der Glatze ergibt sich hingegen, wenn man den Kopf um 45 Grad nach vorne neigt und dann die 45-Grad-Isokline in dieser neuen Position auf die Kopfhaut projiziert.
Keywords:
* MPB
* Male-Pattern Baldness
* androgenic alopecia
* androgenetic alopecia
* alopecia androgenetica
* widow's peak
* Geheimratsecken
* horseshoe
* Hufeisenform
* Is Male-Pattern Baldness (MPB) a genetic adaptation to seasonal Vitamin D
deficiency?
* Sperm motility
* 25(OH)D
* AGA
* Androgenetische Alopezie
* Vitamin D
* 25-Hydroxy-Vitamin-D3
* ultra violet light
* UVB exposure
* Glatze als "Solarkollektor" für UVB-Strahlung
* UVB-Kollektor-Hypothese
* cis-Urocaninsäure
* cis-UCA
* cis-urocanic acid
Notiz: am 14. Juli Frage auf Wikipedia
gestellt
http://de.wikipedia.org/wiki/Diskussion:Haarausfall
Notiz vom 21. September 2013: Im Juli und August 2013 hatte ich unter dem Pseudonym "Faraday" die UVB-Kollektor-Hypothese in einem öffentlichen Forum vorgestellt. Der Name "UV-B-Kollektor-Hypothese" wurde von mir erstmals am 22. Juli 2013 benutzt.
Kopie meines Quelltextes in der Wikipedia:
== Androgenetische Alopezie (AGA) als genetische Anpassung an saisonalen
UV-B-Mangel? ==
In Gebieten nördlich des nördlichen Wendekreises ist der Anteil der
UVB-Strahlung im Sonnenlicht während der Wintermonate nur sehr gering. Gibt
es Untersuchungen darüber, ob sich die Androgenetische Alopezie (AGA) im
Verlauf der Evolution durch natürliche Selektion als Folge der Nordwanderung
unserer Vorfahren entwickelt haben könnte? Da die Motilität der Spermien bei
sinkendem 25(OH)D-Spiegel sinkt, hätten männliche Individuen mit Glatze
vermutlich im Laufe der Evolution einen Vorteil gehabt, weil ihre Spermien
im Frühjahr schneller die volle Beweglichkeit erreichen konnten. Die
Motilität der Spermien ist ''der'' entscheidende Faktor bei der Befruchtung
der Eizelle. Dies wäre sozusagen dann der "Missing Link" zwischen der Glatze
und der sexuellen Fortpflanzung. Die Glatze wirkt möglicherweise wie ein
"Solarkollektor" für die UVB-Strahlen und könnte so dazu beitragen, den
25(OH)D-Spiegel und damit die Spermien-Motilität im Frühjahr (März/April)
schnell zu erhöhen. Kennt jemand irgendwelche Studien, in denen diese Frage
bereits systematisch untersucht worden ist?
--
[[Spezial:Beiträge/141.3.192.101|141.3.192.101]] 16:04, 14. Jul. 2013 (CEST)
Stand: 20. März 2014Copyright © 2013-2014 by Siegfried Schmitt