Putzarbeiten im Gehirn

Die winzigen Blutgefäße im Gehirn schützen sich mit einem einfachen Mechanismus vor einer Verstopfung: Die Gefäße schleudern schädliche Ablagerungen hinaus und vermeiden so die Unterbrechung der Nährstoffzufuhr. Ein US-Forscherteam hat herausgefunden, dass die Blutkapillaren eine Membran um die Barriere wickeln und sie anschließend durch die Kapillarwand treiben. So wird die Zufuhr essentieller Nährstoffe in das Gehirn aufrecht erhalten. Zudem dürfte der Mechanismus im Zusammenhang mit der altersbedingten Einschränkung der kognitiven Fähigkeiten stehen.
Das Netzwerk aus Kapillaren versorgt das Gehirn und viele andere Organe und Gewebe des Körpers mit Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen wichtigen Nährstoffen. Im Laufe eines Lebens bilden sich viele winzige Verstopfungen in den mikroskopisch kleinen Blutgefäßen, die den Nährstoffzufluss empfindlich behindern. Die Unterversorgung des Gehirns kann sofort zu einer gefährlichen Störung der Gehirnfunktionen führen. Viele Verstopfungen werden durch den starken Blutfluss einfach weggespült oder im Falle von Blutgerinnseln durch spezielle Enzyme abgebaut. Doch nicht aller Unrat lässt sich so einfach beseitigen: Insbesondere Cholesterin- oder Kalziumablagerungen sind schwer zu entfernen. Die Wissenschaftler um Jaime Grutzendler von der Northwestern University Feinberg School of Medicine wollten nun herausfinden, was in den Kapillaren passiert, die nicht durch Blutdruck oder Propfen-jagende Enzyme gereinigt werden können: Sterben sie ab oder übernimmt ein anderer Mechanismus die Reinigung?

Um das Rätsel zu lösen, kombinierten die Forscher künstliche Pfropfen mit einer rot fluoreszierenden Substanz und injizierten diese in die Kopfschlagader von Mäusen. Mit einem sogenannten Multiphotonenmikroskop konnten sie den Weg der Pfropfen in die Blutgefäße beobachten. Das überraschende Ergebnis: Die dem Hindernis am nächsten liegenden Blutgefäße bilden eine Membran, mit der die Verstopfung vollständig umschlossen wurde. Im nächsten Schritt öffnete sich die Gefäßwand und der verpackte Abfall wurde in den Außenraum geschleudert, wo er keinen Schaden mehr anrichten kann. Die Membran blieb erhalten, verschloss das entstandene Loch und bildete so die neue Gefäßwand. Diese Komplettsanierung rettete die Kapillare und sorgte für die Aufrechterhaltung des Blutflusses ins Gehirn.

Die Forscher entdeckten zudem, dass dieser wichtige Prozess in einem alternden Gehirn um 30 bis 50 Prozent langsamer abläuft. Als Folge stirbt eine größere Anzahl der Blutgefäße ab. Die Verlangsamung könnte ein wichtiger Faktor im altersbedingten Nachlassen der kognitiven Fähigkeiten sein, vermutet Grutzendler. Ebenso erklärt das Studienergebnis, warum ältere Menschen nach einem Schlaganfall sehr viel langsamer genesen als jüngere Patienten. Der neu entdeckte Mechanismus zur Beseitigung von Verstopfungen besitze ein hohes therapeutisches Potential zur Behandlung beider Übel, so die Wissenschaftler.
Jaime Grutzendler (Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago)
Nature, doi:10.1038/nature09001

ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan


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