Tote Schweinehirne "wiederbelebt" - wissenschaft.de
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Tote Schweinehirne „wiederbelebt“

Wiederbelebtes Gehirn
Zellen im toten Gehirn lassen sich durch künstliche Durchblutung erhalten und wieder aktivieren (rechts). (Bild: Stefano Daniele/ Zvonimir Vrselja/ Sestan Laboratory/ Yale School of Medicine)

Das Gehirn gilt als empfindliches Organ: Schon eine kurze Unterbrechung der Sauerstoffversorgung kann den Tod des Hirngewebes bedeuten. Doch sind tote Gehirne wirklich irreparabel tot? Forscher berichten nun, dass sich Schweinehirne noch nach Stunden zumindest teilweise reanimieren lassen. Durch künstliche Durchblutung und die Versorgung mit Nährstoffen können bestimmte zelluläre Funktionen demnach wiederhergestellt und Neuronen sogar zu synaptischer Aktivität angeregt werden – eine brisante Erkenntnis, die Diskussionen um die Definition von Leben und Tod befeuert.

Jeder Mensch muss irgendwann sterben. Doch wo genau im Sterbeprozess liegt die Grenze zwischen Leben und Tod? Früher galt: Wenn das Herz aufhört zu schlagen und die Atmung stoppt, ist das Leben aus dem Körper gewichen. Mit den heutigen Möglichkeiten der Reanimation gestaltet sich die Frage nach dem Tod jedoch komplizierter. Durch Herz-Lungen-Massage und künstliche Beatmung kann ein Toter noch einmal zurück ins Leben geholt werden. Für sein Gehirn gilt das nicht immer: Bereits nach wenigen Minuten ohne Sauerstoffversorgung sterben die Nervenzellen im Gehirn ab. Es kommt zu einem irreparablen Ausfall entscheidender Hirnfunktionen, den Mediziner als Hirntod bezeichnen. Diese Definition des Todes über das Gehirn gewinnt in Zeiten intensivmedizinischer Errungenschaften zunehmend an Bedeutung und spielt auch für die Organtransplantation eine Rolle. Denn erst nach dem Hirntod eines Menschen dürfen Ärzte in Deutschland Organe aus dessen Körper entnehmen.

Aktive Zellen Stunden nach dem Tod

Zvonimir Vrselja von der Yale School of Medicine in New Haven und seine Kollegen zeigen nun jedoch, dass der Tod des Gehirns möglicherweise nicht so irreversibel ist wie gedacht: Sie haben Schweinehirne – zumindest zum Teil – wieder zurück ins Leben geholt. Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler 32 Gehirne von sechs bis acht Monate alten Tieren von Schlachthöfen. Um die Organe zu reanimieren, entwickelten sie eine spezielle Perfusionsmaschine, die eine Umgebung wie im Körper simuliert. In diesem „BrainEx“ genannten System wurden die Gehirne sechs Stunden lang bei Körpertemperatur mit einer komplexen Mischung aus künstlichem Blut und Nährstoffen durchströmt.

Dabei offenbarte sich: Obwohl die Behandlung erst vier Stunden post mortem begonnen hatte, konnten einige Organaktivitäten wiederhergestellt werden. Wie das Forscherteam berichtet, normalisierten sich Sauerstoffhaushalt und Energiebalance in den isolierten Gehirnen. Außerdem verlangsamte sich der Zelltod der Nervenzellen und manche Neuronen zeigten Zeichen von Funktionsfähigkeit. Vereinzelt ließen sich demnach sogar synaptische Aktivitäten nachweisen, wenn die Zellen in Hirnschnitten elektrophysiologisch stimuliert wurden. „Das Gehirn scheint ein bisher unterschätztes Potenzial zur Wiederherstellung bestimmter molekularer und zellulärer Aktivitäten zu besitzen“, konstatiert Vrseljas Kollege Nenad Sestan.

Keine Hinweise auf Bewusstsein

„Die Publikation knüpft an eine Beobachtung an, die vor 50 Jahren schon einmal für erhebliches Aufsehen in der internationalen Presse gesorgt hat. Damals konnte im Tierexperiment nachgewiesen werden, dass das Gehirn von Katzen und Affen nach einem kompletten Kreislaufstillstand von einer Stunde Dauer wiederbelebt werden kann“, erklärt der nicht an der Studie beteiligte Konstantin-Alexander Hossmann vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln. Vrselja und sein Team belegen nun, dass dies sogar noch nach mehreren Stunden möglich ist. Allerdings: Hinweise auf globale Hirnströme und somit höhere, komplexe Funktionen liefert ihre Untersuchung nicht.

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„Zu keiner Zeit haben wir irgendeine Art von organisierter elektrophysiologischer Aktivität beobachtet, die auf ein normales Funktionieren des Gehirns mit Wahrnehmung und Bewusstsein hindeutet“, sagt Vrselja. Genauere Untersuchungen dazu, zum Beispiel durch die Ableitung von EEG-Signalen, waren den Forschern von einer Ethikkommission untersagt worden. „Per klinischer Definition handelt es sich bei unseren Gehirnen nicht um lebende, aber um zellulär aktive Organe“, betont Vrselja. Ihm und seinen Kollegen zufolge bietet die Perfusionsmethode in Zukunft die Möglichkeit, die komplexe Funktionsweise des Gehirns an toten Säugetierorganen besser zu erforschen. Im Bereich der Medizin ergeben sich zwar noch keine direkten klinischen Anwendungen. Eines Tages aber könnten ähnliche Verfahren zur Behandlung von Hirnschäden etwa nach einem Schlaganfall zum Einsatz kommen, wie das Team spekuliert.

Kritik an „sensationsheischender“ Präsentation

Ohne Zweifel aber wirft die nun vorgestellte Arbeit auch ethische Fragen auf: Wann ist ein Gehirn wirklich tot? Und muss die Definition des Hirntods überdacht werden? „Das Hirntodkriterium grundsätzlich in Frage zu stellen, scheint mir nach gegenwärtigem Kenntnisstand nicht richtig zu sein. Denn es zielte ja nie auf die zelluläre, sondern die funktional-systemische Ebene“, kommentiert der Vorsitzende des Deutschen Ethikrats, Peter Dabrock. Ob die Wiederherstellung des Gehirns auf dieser Ebene machbar ist, lässt die Studie jedoch offen und das scheint auch eher unwahrscheinlich, wie der Mediziner Bernd Böttiger von der Uniklinik Köln betont: „Dass es überhaupt möglich sein soll, nach vier Stunden ohne Sauerstoffversorgung eine globale Hirnfunktion wiederherstellen zu können, wage ich zu bezweifeln.“

Ethiker Dabrock kritisiert in diesem Zusammenhang vor allem die Präsentation der Ergebnisse durch das Fachmagazin „Nature“, das aus einer Studie zum Aufflackern von Lebensspuren auf zellulärer Ebene eine „sensationsheischende Story“ mache, die den Eindruck erwecke: Säugetiere und damit auch Menschen könnten irgendwann aus dem Tod zurückgeholt werden. „Die im Transplantationssystem Verantwortlichen sollten sich darauf einstellen, dass dies zur Irritation und Verstörung in der Bevölkerung bei der Beurteilung der Organtransplantation führen kann. Das ist betrüblich“, kommentiert Dabrock.

Doch nicht wirklich tot?

Tatsächlich gelten in Deutschland strenge Regeln in Bezug auf die Hirntod-Diagnose und eine anschließende Organentnahme: Sie darf grundsätzlich erst dann erfolgen, wenn die diagnostizierten Ausfallsymptome des Denkorgans eines Patienten nach mindestens zwölf Stunden erneut und übereinstimmend von mindestens zwei Medizinern nachgewiesen werden. „Unabhängig davon können die Forschungsergebnisse die Diskussion um den Tod erneut befeuern“, glaubt auch Medizinrechtler Jochen Taupitz von der Universität Heidelberg. „Immerhin gibt es bei manchen Menschen die Urangst, dass tot doch nicht wirklich tot bedeutet.“

Quelle: Zvonimir Vrselja (Yale School of Medicine, New Haven) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1099-1

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