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Zebrafische, die während der embryonalen Entwicklung kein Vitamin E aufnahmen, hatten missgebildete Gehirne und Nervensysteme. In Scientific Reports wurde eine Studie der Oregon State University vorgestellt, in der dortige Forschende die Auswirkungen von Vitamin E-Mangel in der frühen Schwangerschaft untersuchten.
Geleitet wurde die Studie von Maret Traber, Professorin am OSU College of Public Health and Human Sciences und seit 30 Jahren Expertin für Vitamin E. "Mit dieser neuesten Studie haben wir tatsächlich damit begonnen, Bilder zu machen, damit wir uns ein Bild machen können: Wo ist das Gehirn? Wo bildet sich das Gehirn? Wie passt Vitamin E in dieses Bild?", erklärt Traber. Weil Zebrafische den Menschen auf molekularer, genetischer und zellulärer Ebene extrem ähnlich sind und sich innerhalb weniger Tage zu einem ausgereiften Fisch entwickeln, eignen sie sich perfekt, um die Entwicklung und Genetik von Wirbeltieren zu studieren.
Bereits früh bilden sich im Embryo das Hirnprimordium und das Neuralrohr – sie bilden zusammen das Nervensystem und versorgen alle Organe und Körperstrukturen mit Nerven. Ohne Vitamin E hatten die Zebrafischembryonen Neuralrohr- und Hirndefekte. "Das ist völlig erstaunlich - das Gehirn ist absolut körperlich verzerrt, weil es nicht genug Vitamin E hat", sagte Traber. "Jetzt haben wir Bilder, die die Neuralrohrdefekte und Hirndefekte zeigen und dass Vitamin E genau an den Schließkanten der Zellen liegt, die das Gehirn bilden", sagte Traber.
Vitamin E besteht aus vier Tocopherolen und vier Tocotrienolen, die sich durch ihre chemische Struktur unterscheiden. Alpha-Tocopherol ist das, worauf sich Vitamin E gemeinhin bezieht, und ist in Nahrungsergänzungsmitteln und in Lebensmitteln zu finden, die mit einer europäischen Ernährung in Verbindung gebracht werden. Es kommt in hohen Mengen in Sonnenblumenöl, Haselnüssen, Sonnenblumenkernen und Avocados vor. "Pflanzen produzieren acht verschiedene Formen von Vitamin E, und wir nehmen sie alle auf, aber die Leber gibt nur Alpha-Tocopherol zurück in den Blutkreislauf", sagte Traber. "Alle anderen Formen werden metabolisiert und ausgeschieden. Ich habe mir Sorgen um Frauen und Schwangerschaft gemacht, weil es Berichte gibt, dass Frauen mit einem niedrigen Vitamin-E-Gehalt im Plasma ein erhöhtes Risiko für eine Fehlgeburt haben".
In gesunden Organismen sorgen die Neuralleistenzellen für die Bildung von Gesichtsknochen und Knorpel und innervieren den Körper, indem sie das periphere Nervensystem aufbauen. "Als Stammzellen sind die Kammzellen wichtig für das Gehirn und das Rückenmark und sie sind zudem die Zellen von etwa 10 verschiedenen Organsystemen, darunter Herz und Leber", so Traber. "Dadurch, dass diese Zellen mit Vitamin-E-Mangel in Schwierigkeiten geraten, wird im Grunde die gesamte Embryonenbildung dysreguliert. Es ist kein Wunder, dass wir bei Vitamin-E-Mangel den Tod des Embryos erleben".
"Jetzt sind wir an dem Punkt angelangt, an dem wir genau sagen können, was falsch ist, wenn nicht genug Vitamin E vorhanden ist, aber gleichzeitig sind wir sehr weit weg, weil wir die Gene, die sich verändern, noch nicht gefunden haben", sagte sie. "Wir wissen, dass die Embryonen mit Vitamin-E-Mangel 24 Stunden lebten und dann zu sterben begannen. Nach sechs Stunden gab es keinen Unterschied, nach 12 Stunden sieht man Unterschiede, aber sie töteten die Tiere nicht. Nach 24 Stunden gab es dramatische Veränderungen, die zur totalen Katastrophe führten."
Referenzen:
1. Study shows vitamin E needed for proper nervous system development.
2. Head, B., La Du, J., Tanguay, R.L. et al. Vitamin E is necessary for zebrafish nervous system development. Sci Rep 10, 15028 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-71760-x