Posted in: Medizin, Physik 24. Mai 2012 20:28 Weiter lesen →

Stillstand im Riechkolben

Mikroskopaufnahme zeigt Nervenfasern und andere Zellen, grün-blau bzw. blau fluoreszierend Was die Zahl der Nervenzellen betrifft, ist das menschliche Gehirn möglicherweise weniger flexibel als angenommen. Entsprechende Resultate präsentieren schwedische und österreichische Forscher im Fachblatt „Neuron“. Gemessen an ihrem Gehalt an Kernwaffen-Kohlenstoff, sind demnach sämtliche Nervenzellen in den Riechkolben eines Menschen schon bei der Geburt vorhanden.

Nervenzellen lassen sich u. a. anhand des Proteins HuD, hier markiert durch einen grün fluoreszierenden Antikörper, von anderen Zellen unterscheiden (Zellkerne in Blau). Bild: Universität Wien

„Nie hat mich ein Forschungsresultat mehr überrascht“, beteuert Jonas Frisén vom Stockholmer Karolinska-Institut. Bei Nagetieren, Vögeln und auch bei Affen sei eine rege Neubildung von Nervenzellen im Gehirn beobachtet worden. „Eigentlich sollte man beim Menschen ganz ähnliche Verhältnisse wie bei anderen Tieren und insbesondere wie bei Affen erwarten können“, so der Mediziner.

Lange Zeit galt es als ausgeschlossen, dass im Zentralnervensystem erwachsener Menschen neue Nervenzellen gebildet werden. Dann wurde entdeckt, dass in Teilen des Gehirns sehr wohl entsprechende Stammzellen vorhanden sind. Ob diese Stammzellen auch nur annähernd so aktiv sind wie jene bei Ratten und Singvögeln, ist nach wie vor unklar. Frisén und Kollegen gingen dieser Frage nun am Beispiel der beiden Riechkolben nach, der ersten Umschaltstation im Großhirn für Signale aus den Riechsinneszellen der Nase.

Frisén und Kollegen nutzten eine Begleiterscheinung der Kernwaffentests im 20. Jahrhundert, um die Neubildung von Nervenzellen im Gehirn zu untersuchen. Bei oberirdischen Bombenexplosionen wurde das schwere Kohlenstoffisotop C14 freigesetzt und gelangte über die Photosynthese und die Nahrungskette letztlich auch in den menschlichen Körper. Seit dem Stopp oberirdischer Bombentests im Jahr 1963 geht die Konzentration von C14 in der Atmosphäre – und damit auch in neu gebildeten Zellen – exponentiell zurück.

Indem die Forscher Hirngewebe von Verstorbenen untersuchten und den Gehalt an C14 mit der Kurve des atmosphärischen „Bombenkohlenstoffs“ abglichen, konnten sie das mittlere Alter der Zellen abschätzen. Sie fanden, dass die DNA der Nervenzellen in den Riechkolben der Verstorbenen beinahe genau so viel C14 enthielt, wie es dem jeweiligen Geburtsjahr entsprach: Die Neubildungsrate beträgt bestenfalls 0,8 Prozent pro Jahrhundert. Für die übrigen Zellen im Riechkolben ergab sich dagegen eine rege Umschlagrate von bis 2 bis 3,5 Prozent pro Jahr.

„Beim Menschen hängt das Überleben weniger stark vom Geruchssinn ab als bei anderen Tieren“, so Frisén weiter. Möglicherweise gebe es eine Verbindung zwischen diesem Umstand und der unerwarteten Stasis im Riechkolben, spekuliert der Mediziner. Eines sei jedoch gewiss: Das beim Morbus Alzheimer und anderen Krankheiten beobachtete Nachlassen des Geruchssinns lasse sich schwerlich durch eine sinkende Produktion neuer Riechkolben-Nervenzellen erklären.

Forschung: Olaf Bergmann, Kirsty L. Spalding und Jonas Frisén, Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska institutet, Stockholm; Jakob Liebl und Peter Steier, Fakultät für Physik, Universität Wien; und andere

Veröffentlichung Neuron, Vol. 74(4), pp 634–9, DOI 10.1016/j.neuron.2012.03.030

WWW:
Frisén Lab, Karolinska institutet
Isotopenforschung, Universität Wien
Adult Neurogenesis
Das Riechsystem des Menschen
C14 Background
„1945–1998“, Isao Hashimoto

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