Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Giftige Mitspieler der Gelbsucht identifiziert

15.05.2017

Wissenschaftler des Universitätsklinikums und der Friedrich-Schiller-Universität Jena konnten gemeinsam mit Partnern aus Wien und Groningen nachweisen, dass Oxidationsprodukte des Blutfarbstoffes Hämoglobin eine wichtige Rolle bei der Gelbsucht spielen. Wie jetzt im Journal of Hepatology veröffentlicht, identifizierten sie mit den Stoffen Z-BOX A und Z-BOXB zwei Abbauprodukte, die bei Gelbsucht vermehrt gebildet werden und die Leberfunktion stark beeinträchtigen.

Der Stoff verleiht unserem Blut sein tiefrote Farbe: Das eisenhaltige Molekül Häm bildet in Verbindung mit Eiweißen in den roten Blutkörperchen Hämoglobin, das für den Sauerstofftransport im Körper eine zentrale Rolle spielt.


Im Gegensatz zu gesundem Lebergewebe werden bei Gelbsucht Z-BOX A und Z-BOX B vermehrt gebildet und angereichert. Das beeinflusst die Gestalt der Leberzellen und stört die Organfunktion massiv.

Quelle: Raphael Seidel

Beim Abbau roter Blutkörperchen fallen im gesunden Körper große Mengen an Häm an, die nicht recycelt werden können. Weil das freigesetzte Häm giftig ist, wird es über Biliverdin als Zwischenstufe zu Bilirubin abgebaut und schließlich unter hohem Energieaufwand über die Galle ausgeschieden. Gelingt das dem Körper nicht in ausreichendem Maß, so sorgt das Bilirubin für die gelbliche Färbung der Augen und der Haut, die der Gelbsucht ihren Namen geben.

Die Gelbsucht ist also weniger eine eigenständige Krankheit denn ein Zeichen, dass dieser Abbau- und Ausscheidungsprozess wegen einer Erkrankung des Blutes, der Leber oder der Galle gestört ist.

„Lange Zeit galten die erhöhten Konzentrationen an Bilirubin auch als Ursache für verschiedene Komplikationen der Gelbsucht, vor allem Schädigungen im zentralen Nervensystem. Wir vermuten, dass auch weitere Hämabbauprodukte für einen Teil dieser Effekte verantwortlich sind“, so Prof. Dr. Michael Bauer. Der Anästhesist am Universitätsklinikum Jena erforscht diese Abbauprodukte und deren Rolle im Leberstoffwechsel im Rahmen einer von der DFG geförderten Forschergruppe in Jena.

Oxidationsprodukte Z-BOX A und Z-BOX B spielen wichtige Rolle bei der Gelbsucht

In den Blickwinkel der Jenaer Forscher gerieten dabei Z-BOX A und Z-BOX B, zwei niedermolekulare Verbindungen, die durch die Reaktion von Häm oder Bilirubin mit reaktiven Sauerstoffspezies entstehen. In einer jetzt im Journal of Hepatology veröffentlichten Arbeit untersuchen die Wissenschaftler des Universitätsklinikums und der Friedrich-Schiller-Universität Jena gemeinsam mit Partnern aus Wien und Groningen die Rolle dieser Verbindungen bei der Gelbsucht.

Die Forscher zeigten, dass Z-BOX A und Z-BOX B bereits im Blut gesunder Menschen vorhanden sind, bei gestörtem Bilirubinstoffwechsel oder Patienten mit Leberversagen steigt ihre Konzentration auf das Zwanzigfache an. Weil zur Entgiftung eine weitere Akkumulation in der Leber stattfindet, können die untersuchten Abbauprodukte negative Folgen für die Leberfunktion haben.

„Obwohl sich die Struktur der beiden Hämabbauprodukte nur in der Position von zwei Seitenketten unterscheidet, haben beide Verbindungen unterschiedliche körpereigene Interaktionspartner und Folgeeffekte auf die Leberzellen“, betont der Chemiker Raphael Seidel, Erstautor der Arbeit. In Zellkulturexperimenten konnten die Jenaer Wissenschaftler nachweisen, dass Z-BOX A die Morphologie von Leberzellen beeinträchtigt und stärker mit dem intrazellulären Reduktionsmittel Glutathion reagiert als Z-BOX B.

Unterschiede der Oxidationsprodukte belegen ausgeklügelte Bau- und Funktionszusammenhänge

Mit Hilfe eines hochsensitiven Analyseverfahrens gelang es den Forschern im Tiermodell aufzudecken, dass der Körper Z-BOX A bei Entgiftung über die Galle bevorzugt, während Z-BOX B auf noch ungeklärte Weise aus dem Blut eliminiert wird.

Michael Bauer: „Die derart unterschiedlichen Auswirkungen der beiden Hämabbauprodukte beweisen fein abgestimmte Struktur-Wirkungs-Beziehungen mit den zellulären Strukturen auf molekularer Ebene, wie etwa Transportproteinen oder Rezeptoren.“ Mit ihren Forschungsergebnissen öffnen die Jenaer Wissenschaftler eine neue Sicht auf grundlegende Zusammenhänge des Häm-Bilirubinstoffwechsels.

Originalliteratur:
Seidel RA, et al. Impact of higher-order heme degradation products on hepatic function and hemodynamics. Journal of Hepatology. 2017 Apr 12. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2017.03.037

Kontakt:
Prof. Dr. Michael Bauer
Zentrum für Sepsis und Sepsisfolgen und Klinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie, Universitätsklinikum Jena
E-Mail: Michael.Bauer[at]med.uni-jena.de
Tel.: 03641 9 323101

Dr. Uta von der Gönna | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uniklinikum-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie