Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schilddrüse beeinflusst Farbensehen

30.03.2011
Hormon der Schilddrüse reguliert lebenslang die Farbsehpigmente im Auge

Was hat die Schilddrüse mit dem Sehen zu tun? Ihr Hormon entscheidet lebenslang maßgeblich mit, welches Sehpigment in den Zapfen gebildet wird. Bisher ging man davon aus, dass die Farbempfindlichkeit der Zapfen in der erwachsenen Retina festgelegt ist.


Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen der Zapfenzellen in der Retina einer erwachsenen gesunden Ratte (oben) und einer erwachsenen hypothyreoten Ratte (unten). Die Zapfentypen wurden mit Antikörpern gegen die Opsine angefärbt, das Grün-Opsin ist grün und das UV/Blau-Opsin purpur dargestellt. Die gesunde Ratte besitzt viele Grünzapfen und wenige UV/Blau-Zapfen. Eine Abnahme des Schilddrüsenhormonspiegels führt zur Bildung von UV/Blau-Opsin in allen Zapfen und der Abnahme von Grün-Opsin. Die heller purpur erscheinenden Zapfen im unteren Bild sind solche, die neben viel UV/Blau-Opsin auch etwas Grün-Opsin enthalten. © Martin Glösmann

Forscher am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main konnten nun jedoch gemeinsam mit Kollegen der Universität Frankfurt am Main und von Universitäten in Wien zeigen, dass bei Mäusen und Ratten auch in bereits ausgereiften Zapfen die Produktion des Sehpigments durch Schilddrüsenhormon reguliert wird. Es ist zu vermuten, dass dieser Regelkreis bei allen Säugetieren einschließlich des Menschen vorliegt. Ein im Erwachsenenalter auftretender Schilddrüsenhormonmangel (Hypothyreose) würde sich dann auch auf das Farbensehen auswirken.

Schilddrüsenhormone spielen eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung des Körpers und auch des Nervensystems. Eine angeborene Unterfunktion oder gar ein Fehlen der Schilddrüse (congenitale Hypothyreose) führen zu gravierenden körperlichen und geistigen Entwicklungsstörungen. Deshalb werden Neugeborene heute routinemäßig auf Schilddrüsenhormonmangel untersucht und gegebenenfalls wird das Hormon zugeführt.

Aus Studien an Mäusen ist bekannt, dass das Schilddrüsenhormon auch bei der Entwicklung des Auges, insbesondere der Sehzellen, und zwar der für das Farbensehen verantwortlichen Zapfen, eine wichtige Rolle spielt. Die meisten Säugetiere besitzen zwei Zapfentypen mit unterschiedlichen Sehpigmenten (Opsinen), eines empfindlich für kurzwelliges Licht (UV/Blau-Opsin), das andere für mittel- bis langwelliges Licht (Grün-Opsin). Schilddrüsenhormon hemmt über einen Rezeptor die Synthese des UV/Blau-Sehpigments und aktiviert die Produktion des grünen Sehpigments.

Die Regulation von Sehpigmenten durch Schilddrüsenhormon wurde bislang als ein ausschließlich während der Entwicklung auftretendes Phänomen angesehen. Die Fachwelt ging davon aus, dass das "Opsin-Programm" in ausgereiften Zapfen festgeschrieben ist und keiner weiteren Regulierung bedarf. Diese Vorstellung wird jetzt durch eine Arbeit widerlegt, die am Frankfurter Max-Planck-Institut für Hirnforschung unter der Federführung von Martin Glösmann und Anika Glaschke in der Arbeitsgruppe von Leo Peichl entstand und an der auch Wissenschaftler der Frankfurter und Wiener Universitäten beteiligt waren.

Zunächst untersuchten die Forscher die Rolle des Schilddrüsenhormons in der frühen Entwicklung von Zapfen direkt nach der Geburt. "Wir wollten wissen, wie groß das Zeitfenster für den Einfluss des Hormons ist, ab wann es also die Opsin-Produktion nicht mehr steuert", erklärt Anika Glaschke. "Und dabei kam die Überraschung: Wir fanden keinen Endpunkt, auch mehrere Wochen nach der Geburt konnten wir immer noch eine Hormonwirkung beobachten."

Die Wissenschaftler untersuchten daraufhin ausgewachsene Nager, deren Schilddrüsenhormonpegel sie für einige Wochen pharmakologisch absenkten. Bei diesen schalteten nun alle Zapfen auf die Produktion des UV/Blau-Sehpigments um, während die Produktion des grünen Sehpigments heruntergefahren wurde. Nach Absetzen der Behandlung normalisierte sich der Hormonspiegel wieder und die Zapfen produzierten das "angestammte" Sehpigment: ein Zapfentyp Grün, der andere UV/Blau.

Die Wissenschaftler folgern, dass die durch ihren Opsin-Gehalt spektral definierten Zapfentypen auch im erwachsenen Tier dynamisch und reversibel durch das Schilddrüsenhormon reguliert werden. "Unser Befund hat möglicherweise auch klinische Relevanz", sagt Martin Glösmann, der nun an der Veterinärmedizinischen Universität Wien die genetischen Grundlagen dieser Dynamik untersucht. "Wenn dieser Regelkreis auch in den menschlichen Zapfen vorliegt, dann würde sich ein im Erwachsenenalter erworbener Thyroidhormonmangel - etwa durch Jodmangelernährung oder nach Schilddrüsenentfernung - auch auf die Sehpigmente der Zapfen auswirken und Farbsehstörungen verursachen."

In der klinischen Literatur gibt es dazu allerdings keine Daten, denn Hypothyreosen werden aufgrund der gravierenden allgemeinphysiologischen Symptome therapiert, bevor die Zapfenveränderungen manifest werden könnten.

Ansprechpartner
Prof. Dr. Leo Peichl
Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main
Telefon: +49 69 96769-348
Fax: +49 69 96769-206
E-Mail: leo.peichl@brain.mpg.de
Dr. Martin Glösmann
Veterinärmedizinische Universität Wien
Telefon: +43 1 25077-4558
Fax: +43 1 25077-4599
E-Mail: Martin.Gloesmann@vetmeduni.ac.at
Publikationsreferenz
Anika Glaschke, Jessica Weiland, Domenico Del Turco, Marianne Steiner, Leo Peichl, Martin Glösmann
Thyroid hormone controls cone opsin expression in the retina of adult rodents.
Journal of Neuroscience 31(13): 4844-4851 (March 30, 2011) doi:10.1523/JNEUROSCI.6181-10.2011

Prof. Dr. Leo Peichl | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/1317976/Schilddruese_beeinflusst_Farbensehen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise