Wie wasserstoffperoxid die notfallschnur des immunsystems zieht


Wie wasserstoffperoxid die notfallschnur des immunsystems zieht

Mit dem Zebrafisch, weil sie ähnliche Gene für den Menschen haben, entdeckten US-Forscher, dass Wasserstoffperoxid, die Chemikalie, die wir verwenden, um Haare zu bleichen und Wunden zu reinigen und zu desinfizieren, eine wichtige natürliche Rolle in der Art zu spielen, wie unsere Körper auf Verletzungen reagieren: Notfallschnur, die das Immunsystem dazu veranlasst, weiße Blutkörperchen zur Hilfe von verwundeten Geweben zu beschwören.

Die Studie wurde von einem Team von Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, USA geführt und wurde in der 3 Juni Ausgabe von veröffentlicht Natur .

Die Wissenschaftler wussten bereits, dass weiße Blutzellen Wasserstoffperoxid zur Bindung von Bakterien machten, aber das ist der erste Hinweis, dass sich das Molekül auch wie ein "erster Responder" auf dem Schauplatz der Verletzung verhält, der den Alarm verursacht, dass das Trauma aufgetreten ist. Wir wissen nicht viel darüber, wie Gewebezellen signalisieren, wenn es Schäden gegeben hat, daher die Bedeutung dieser Entdeckung.

Die Forscher hoffen, dass die Entdeckung hilft uns besser zu verstehen, Bedingungen wie Asthma, die durch höhere Ebenen von Wasserstoffperoxid und weißen Blutkörperchen in den betroffenen Gewebe gekennzeichnet sind.

Die Forschung wurde in den Labors der Harvard Medical School-Systeme Biologie Professor Timothy Mitchison und Dana Farber Cancer Institute Professor Thomas Look und entdeckt, dass, wenn die Heckflossen von Zebrafisch verletzt werden, der Ausbruch von Wasserstoffperoxid tritt an der Wunde und umliegenden Gewebe und dann weiß Blutzellen machen ihren Weg zum Standort und beginnen zu arbeiten.

Mitchison sagte:

"Es ist wirklich ein spektakuläres Stück Biologie, weil diese Zellen die Wunde in einiger Entfernung erkennen."

Sie hatten das schon einmal vorgefunden, aber waren verwirrt darüber, was die weißen Zellen darauf reagierten.

"Wir wissen etwas über das, was weiße Blutzellen zu Gebieten auflöst, die chronisch entzündet sind, aber im Falle einer isolierten physischen Wunde haben wir nicht wirklich gewusst, was das Signal ist", erklärte er.

Als zwei Postdoc-Forscher, Philipp Niethammer im Mitchison-Labor und Clemmens Grabber im Look's Labor die Untersuchung begannen, waren sie nicht an der Wundheilung interessiert: Sie sahen allgemeiner an, wie man reaktive Sauerstoffspezies (ROS) -Moleküle in Organismen nachweisen kann (Wasserstoffperoxid Ist eine Art von ROS-Molekül).

Sie nutzten Wasserstoffperoxid, um die Lage von ROS-Molekülen in Zebrafisch zu verfolgen. Unter Verwendung eines Gens, der entwickelt wurde, um die Farbe zu ändern, wenn Wasserstoffperoxid vorhanden war, legten sie es in Zebrafisch-Embryonen ein. Die Idee war, dass, als die Embryonen wuchsen das Gen verbreitete sich über ihre Körper, so dass, wo Wasserstoffperoxid vorhanden war, dann würde dieser Teil des Körpers "glühen".

Die Forscher wussten bereits, dass eine kleine Wunde an den Fischen weiße Blutzellen bringen würde, und sie wussten auch, dass dort, wo es weiße Blutkörperchen gab, Wasserstoffperoxid war, so dass sie kleine Wunden an den Fischen zufügten und darauf warteten, was passiert war.

Zu ihrer Überraschung begannen die verwundeten Stätten zu glühen, bevor die weißen Blutzellen ankamen, und das Glühen breitete sich auch auf das umgebende Gewebe aus und zeigte, dass Wasserstoffperoxid nicht mit den weißen Blutkörperchen ankam, sondern dort vorher war.

So wiederholten sie das Experiment, indem sie zuerst die Fähigkeit des Zebrafisches, Wasserstoffperoxid zu machen, deaktivierten (sie schalteten ein Protein aus, das bekannt ist, Wasserstoffperoxid in der menschlichen Schilddrüse zu produzieren). Als die Wunde dieser Zeit zugefügt wurde, gab es kein Glühen, was darauf hinweist, dass das Wasserstoffperoxid nicht vorhanden war. Auch keine weißen Blutzellen erschienen auf der Wundstelle, die zeigte, dass sie nicht gerufen wurden.

Niethammer sagte:

"Das war unsere eure Eureka!".

"Wir waren nicht allzu überrascht, dass wir die Wasserstoffperoxid-Produktion durch diese Technik blockieren konnten, aber was wir gar nicht erwartet hatten, war, dass weiße Blutzellen nicht reagieren würden", erklärte er und fügte hinzu: "Das hat gezeigt, dass das Weiß Blutzellen "benötigt" Wasserstoffperoxid, um die Wunde zu spüren und sich darauf zu bewegen ".

Obwohl Zebrafisch einige Gene mit Menschen teilen, müssen die Forscher noch zeigen, dass diese Eigenschaft bei Menschen bewahrt wird, bevor sie sicher sein können, dass es auch in unserem Körper passiert, wo Wasserstoffperoxid in der Lunge, dem Eingeweide und der Schilddrüse produziert wird.

Vielleicht, wenn sie dies tun, dann kann es einen Weg zu erklären, warum Bedingungen mit übermäßigen weißen Blutkörperchen in diesen Teilen des Körpers verbunden sind, zum Beispiel Krankheiten wie Asthma, chronische pulmonale Obstruktion und einige entzündliche Darm-Bedingungen.

"Es ist sehr logisch, dass beide Gewebe die ganze Zeit Wasserstoffperoxid produzieren", sagte Mitchison, was darauf hindeutet, dass vielleicht in Bedingungen wie Asthma das Gewebe zu viel Wasserstoffperoxid produziert, weil die Reizung chronisch ist, und das kann erklären, warum es zu viele weiße Blut gibt Zellen dort.

Mitchison hat bereits begonnen, diese nächste Phase der Forschung zu planen.

"Ein Gewebe-Gradienten von Wasserstoffperoxid vermittelt eine schnelle Wunderkennung in Zebrafisch."

Philipp Niethammer, Clemens Grabher, ein Thomas-Blick und Timothy J Mitchison.

Natur Online-Veröffentlichung am 3. Juni 2009.

Doi: 10.1038 / nature08119

Quelle: Harvard Medical School.

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