Atmungsaktive Mäuse

 Mäuse können mit ihrer Haut die Sauerstoff-Konzentration in der Luft wahrnehmen.
Mäuse können mit ihrer Haut die Sauerstoff-Konzentration in der Luft wahrnehmen.
Mäuse nehmen niedrige Sauerstoffkonzentrationen über ihre Haut wahr. Das haben amerikanische Forscher in Labortests herausgefunden. Zu wenig Sauerstoff in der Luft führte bei den Tieren zu einer erhöhten Produktion des Hormons Erythropoetin (EPO) in den Nieren und dadurch schließlich zu einer größeren Anzahl an roten Blutkörperchen, die Sauerstoff im Blut transportieren. Damit können die Mäuse die Auswirkungen des geringen Sauerstoffgehalts zumindest teilweise wieder ausgleichen.
Von Amphibien wie Fröschen ist schon seit längerem bekannt, dass sie Sauerstoff über die Haut wahrnehmen können ? sie atmen zum Teil sogar durch ihre Haut. An diesem Prozess sind bestimmte Ionenkanäle beteiligt, die die Forscher nun erstmals auch in der Haut von Mäusen nachgewiesen haben. Bei Säugetieren war die Existenz dieser Kanäle bislang nur in der Lunge bekannt.

Um zu überprüfen, ob die Haut der Mäuse an der Sauerstoffwahrnehmung beteiligt ist, schalteten die Wissenschaftler im Hautgewebe der Tiere ein bestimmtes Gen aus. Das Produkt dieses Gens, HIF-1α, spielt eine Hauptrolle bei der Antwort des Körpers auf Sauerstoffmangel. Die so veränderten Mäuse wurden einer Atmosphäre mit nur zehn Prozent Sauerstoff ausgesetzt, was etwa den Bedingungen entspricht, denen eine Maus auf dem Mount Everest ausgesetzt wäre. Unter diesen Bedingungen erhöhte sich bei normalen Mäusen die Produktion des Hormons EPO um das Dreißigfache, während sie bei genetisch veränderten Tieren nur geringfügig anstieg. Entsprechend führte eine Erhöhung der HIF-1α-Aktivität in der Haut zu einer Steigerung der EPO-Produktion und damit zu einer höheren Anzahl an roten Blutkörperchen.

Auch durch Behandlung der Haut mit Nitroglycerin konnten die Forscher die EPO-Produktion in den Mäusen anregen. Nitroglycerin setzt Stickstoffmonoxid frei, das gefäßerweiternd wirkt. Dadurch fließt der Haut mehr Blut zu, den Nieren ? dort wird EPO produziert ? dagegen weniger. Die Forscher vermuten, dass die EPO-Produktion über diesen Mechanismus angeregt wird.

"Es besteht bei vielen Erkrankungen mit einer geringen Anzahl von roten Blutkörperchen ein großer Bedarf für die Behandlung mit EPO", sagt Randall Johnson, ein Autor der Studie. "Wir zeigen, dass schon ein kleines Nitroglycerinpflaster eine starke Erhöhung der EPO-Produktion auslösen kann. Ob das auch für Menschen gilt, wissen wir noch nicht."
Adam Boutin (Universität von Kalifornien, San Diego) et al.: Cell, Bd. 133, S. 223

ddp/wissenschaft.de ? Michael Böddeker


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