Erfrischung aus dem Reagenzglas: Chemiker kreieren kühlende Stoffe für die Haut

Wenn die Sonne vom Himmel sticht, lechzt der Körper nach Abkühlung. Eine frische Brise könnte die schwitzende Haut trocknen und eine eiskalte Dusche wäre eine Wohltat für die kochenden Glieder. Diesem Wunsch versuchen Kosmetikfirmen auf ihre Art nachzukommen: mit Wirkstoffen, die auf der Haut als kühl empfunden werden.

Klassiker dieser erfrischenden Substanzen wachsen in der Natur. Im ätherischen Öl der Minze und in den Düften des Eukalyptusbaumes stecken die ältesten Kältespender: Menthol und Eucalyptol säubern in Hustenbonbons nicht nur den belegten Hals, sondern sorgen auch kurzfristig für einen eisigen Atem. Was den Rachen frösteln lässt, beruhigt auch die überhitzte Haut.

“Mit kosmetischen Stoffen kann man jede Temperaturempfindung auf der Haut erzeugen, von wohlig warm bis zur angenehmen Kühle”, sagt Hannes Hatt, Zellphysiologe von der Ruhr-Universität Bochum. Fieberhaft suchen die Wissenschaftler nach erfrischenden Chemikalien, die nicht penetrant nach Minze oder ähnlich durchdringend riechen. Als “belebende Maske” oder “Shampoo für einen kühlen Kopf” wird die Eiskosmetik den Schwitzenden angepriesen. “Das ist ein Riesenmarkt”, weiß Hatt. Einige Patentanträge seien gerade eingereicht worden.

Hatts Arbeitsgruppe untersucht seit zwei Jahren Temperaturrezeptoren in den menschlichen Zellen. Die Rezeptoren funktionieren wie winzige Funkthermometer im Körper. “Jeder Rezeptor ist nur für einen eng begrenzten Temperaturbereich von fünf bis zehn Grad zuständig”, erklärt Hatt. Unter- und oberhalb misst er nichts.

Etwa zehn verschiedene Rezeptoren wurden bis heute in der Haut entdeckt, darunter mehr als die Hälfte für Wärme. Zwei Exemplare für Kälte wurden erst in den vergangenen Jahren aufgespürt und auf die Abkürzungen TRPM8 und TRPA1 getauft. Vermutlich schlummern noch weitere Temperaturfühler unentdeckt in den Zellen.

Das Erstaunliche: Die Rezeptoren sprechen nicht nur auf die Temperatur, sondern auch auf natürliche oder chemische Substanzen an. Einige natürliche, aber auch künstliche Stoffe können an diese Kältefühler andocken. Dann öffnet sich in der Zelle derselbe Kanal für geladene Teilchen, der auch aufgeht, wenn die Außentemperatur tatsächlich ein paar Grad sinkt. Durch den Kanal fließt in der Folge ein solcher Strom in die Zelle. Die Zelle meldet dem Gehirn Kälte, obwohl lediglich ein Stoff mit der Haut in Berührung gekommen ist. “Diese Empfindung ist nicht bloß eingebildet. Es finden alle Prozesse statt, die wir auch bei realer Kälte beobachten: Gänsehaut entsteht, die Poren ziehen sich zusammen, die Durchblutung lässt nach”, erklärt Hatt.

Jeden Tag gießen die Forscher neue Chemikalien und Naturstoffe auf Zellkulturen mit den Kälterezeptoren, um herauszufinden, ob die Substanzen die Haut kühlen. Viele Kühlmittel stammen dabei aus Gewürzpflanzen wie Eugenol aus der Nelke oder Inhaltstoffe aus Zimt, Knoblauch oder Oregano. Auch in Malz haben Münchner Lebensmittelchemiker vor kurzem Stoff Menthol entdeckt, der 250-mal stärker kühlt als Menthol.

“Für Cremes, Duschgele und Zahncreme möchte man ein neutrales, geruchloses Kühlpräparat, weshalb wir gezielt chemisch ähnliche Abkömmlinge des Menthols hergestellt haben”, berichtet Joachim Röding vom Holzmindener Kosmetikunternehmen Symrise. Die Firma liefert drei geruchlose, kühlende Wirkstoffe unter dem Handelsnamen Frescolat für Shampoos und Duschgele an verschiedene Kosmetikhersteller. Die gefühlte Temperatur auf Kopf und Haut liege mit dieser Kühldusche unter 25 Grad Celsius, versichert Röding. Nach weiteren Substanzen suchen die Forscher bei Symrise zurzeit.

Doch die Kälte aus dem Reagenzglas führt die Forscher manchmal auch in die Irre. Nicht jede Form des Fröstelns erfreut die Haut. “Manche Stoffe wie Knoblauch- und Senfbestandteile lösen eine beißende Kälte aus, die richtig schmerzt”, erzählt Hatt. Alle Stoffe, die an den Kältesensor TRPA1 binden, scheinen dieses unangenehme Erlebnis anzustoßen. Nur die TRPM8-Kandidaten veranstalten ein erfreuliches Hautabenteuer.

“Wir verstehen noch nicht gänzlich, wie Temperatur empfunden und ans Gehirn gemeldet wird”, räumt Hatt ein. Streicht man beispielsweise zu großen Mengen Menthol auf die Haut, fühlt sich diese plötzlich heiß statt wie versprochen kühl an. “Wahrscheinlich werden in der Zelle mehrere Signale verschiedener Temperaturrezeptoren verrechnet. Dann kann es in der Summe zu solch unvorhergesehen Effekten kommen.” So wie Minus mal Minus in der Mathematik Plus ergibt, liefert kalt und kalt auf der Haut mit einem Mal heiß. Solche unliebsamen Überraschungen bleiben den Gästen bei der gängigen Abkühlung im Freibad immerhin erspart.