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04.06.09 Wasserstoffperoxid ermöglicht als Signal für Leukozyten rasche Wundheilung
Wasserstoffperoxid signalisiert Wunden
Leukozyten finden in Zebrafischen den Weg zur Wunde aufgrund eines Konzentrationsgradienten
Abb. 1: Zeitlich abhängige Wasserstoffperoxid-Entwicklung als Reaktion auf eine
Verletzung bei Zebrafischlarven. Die Skala beträgt 100 Mikrometer.
Quelle: Philipp Niethammer, Department of Systems Biology, Harvard Medical School
Grenzstrukturen wie Haut und Membrane werden benötigt, um die Vielzahl an molekularen Prozessen des Körpers vor äusseren Einfüssen zu schützen, aber auch, um Krankheitskeime vor dem Eindringen abzuhalten. Die Detektierung und Heilung von Wunden ist daher ein genetisches Programm, das rasch ausgeführt werden kann, um die Integrität der Barrieren wieder herzustellen. So wurde bei Tierversuchen festgestellt, dass nach Verletzungen die Zahl an Leukozyten im Abstand von bis zu mehreren hundert Mikrometer zur Wunde zunahm. Die dafür verantwortlichen Signale konnten bislang nicht festgestellt werden, aber sogenannte "Reaktive Sauerstoffverbindungen" (reactive oxygen species, ROS) stellten aufgrund ihrer schnellen Diffusion und der Vielzahl an biologischen Aktivitäten, immer mögliche Kandidaten für die Alarmierung der Leukozyten bei einer Verwundung dar.
Philipp Niethammer von der Harvard Medical School gelang mit einem genetisch codierten Wasserstoffperoxid-Sensor - einem Protein, das in Gegenwart von H2O2 aber nicht bei anderen ROS selektiv fluoresziert - der Nachweis eines Wasserstoffperoxid-Gradienten in Zebrafischlarven, der bereits 3 Minuten nach der Verletzung aufgebaut wird und bei 20 Minuten ein maximales Konzentrationsgefälle erreicht. Der Gradient reicht dabei 100-200 Mikrometer in das umliegende Gewebe. Durch Hemmung des dafür verantwortlichen Enzyms - einer Dualoxidase (Duox) - konnte Niethammer zudem nachweisen, dass bei ausbleibender Wasserstoffperoxid-Bildung auch keine Rekrutierung von Leukozyten stattfindet. Damit gelang der erste Nachweis eines gewebeweiten Wasserstoffperoxid-Signals, das Leukozyten signalisiert, wo sich eine Verwundung befindet. Somit besitzt Wasserstoffperoxid neben seiner antiseptischen Rolle eine weitere, wichtige Funktion.
Quelle:
A tissue-scale gradient of hydrogen peroxide mediates rapid wound detection
in zebrafish
P. Niethammer, et. al., Nature 2009, DOI: 10.1038/nature08119
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Wasserstoffperoxid ermöglicht als Signal für Leukozyten
rasche Wundheilung
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2009jun/h2o2.shtm)
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