Leber
07. Juni 2022
Ein internationales Forschungsteam hat mit Hilfe der Radiokarbondatierung nachgewiesen, dass die menschliche Leber im Durchschnitt weniger als drei Jahre alt ist.
Das
interdisziplinäre Team aus
Forschenden der Fachgebiete Biologie, Physik und Mathematik
sowie klinischen
Fachkräften unter der Leitung von Dr. Bergmann analysierte die
Lebern mehrerer
Personen, die im Alter zwischen 20 und 84 Jahren gestorben
waren.
Überraschenderweise stellte das Team fest, dass die Leberzellen
aller Probanden
mehr oder weniger das gleiche Alter hatten.
„Egal, ob man 20 oder 84 Jahre alt ist, die Leber bleibt im
Durchschnitt unter
drei Jahre alt", erklärt Dr. Bergmann. Die Ergebnisse zeigen,
dass die
Anpassung der Lebermasse an die Bedürfnisse des Körpers durch
den ständigen
Austausch von Leberzellen genau geregelt ist. Dieser Prozess
bleibt auch bei
älteren Menschen erhalten. Dieser ständige Austausch von
Leberzellen ist für
verschiedene Aspekte der Leberregeneration und der
Krebsentstehung von Bedeutung.
Leberzellen mit mehr DNA erneuern sich weniger
Allerdings sind nicht alle Zellen in unserer Leber so jung. Ein
Teil der Zellen
kann bis zu 10 Jahre alt werden, bevor sie sich erneuern. Diese
Unterpopulation
von Leberzellen trägt mehr DNA als die typischen Zellen. "Die
meisten
unserer Zellen haben zwei Chromosomensätze, aber einige Zellen
akkumulieren mit
zunehmendem Alter mehr DNA. Am Ende können solche Zellen vier,
acht oder sogar
mehr Chromosomensätze tragen", erklärt Dr. Bergmann.
„Als wir typische Leberzellen mit den DNA-reicheren Zellen
verglichen, fanden
wir grundlegende Unterschiede in ihrer Erneuerung. Typische
Zellen erneuern
sich etwa einmal im Jahr, während die DNA-reicheren Zellen bis
zu einem
Jahrzehnt in der Leber verbleiben können", sagt Dr. Bergmann.
„Da dieser
Anteil im Laufe des Lebens allmählich zunimmt, könnte dies ein
Schutzmechanismus sein, der uns im Alter vor der Anhäufung
schädlicher
Mutationen bewahrt. Wir müssen herausfinden, ob es ähnliche
Mechanismen bei
chronischen Lebererkrankungen gibt, die sich in einigen Fällen
zu Krebs
entwickeln können."
Lehren aus dem radioaktiven Niederschlag
Die Bestimmung des biologischen Alters menschlicher Zellen ist
eine enorme
technische Herausforderung, weil die üblicherweise in
Tiermodellen verwendeten
Methoden nicht auf den Menschen übertragen werden können.
Die Gruppe von Dr. Bergmann hat sich auf die retrospektive
Radiokohlenstoff-Geburtsdatierung spezialisiert und verwendet
diese Technik zur
Bestimmung des biologischen Alters von menschlichem Gewebe.
Kohlenstoff ist ein
chemisches Element, das allgegenwärtig ist und das Rückgrat des
Lebens auf der
Erde bildet. Radiokohlenstoff ist eine der verschiedenen Arten
von Kohlenstoff
und kommt natürlich in der Atmosphäre vor. Pflanzen nehmen ihn
durch
Photosynthese auf, genau wie normalen Kohlenstoff, und geben ihn
an Tiere und
Menschen weiter. Radiokohlenstoff ist schwach radioaktiv und
instabil. Diese
Eigenschaften werden in der Archäologie verwendet, um das Alter
von Proben zu
bestimmen.
Die in den
1950er Jahren
durchgeführten oberirdischen Kernwaffentests brachten massive
Mengen an
Radiokohlenstoff in die Atmosphäre, in Pflanzen und in Tiere
ein. Infolgedessen
haben Zellen, die in dieser Zeit entstanden sind, höhere Mengen
an Radiokohlenstoff
in ihrer DNA.
Nach dem offiziellen Verbot oberirdischer Kernwaffentests im
Jahr 1963 begannen
die Mengen an atmosphärischem Radiokohlenstoff zu sinken und
damit auch an dem
Radiokohlenstoff, der in die tierische DNA eingebaut wurde. Die
Werte von atmosphärischem
und zellulärem Radiokohlenstoff stimmen sehr gut überein.
„Auch wenn es sich um winzige Mengen handelt, die nicht
schädlich sind, können
wir sie in Gewebeproben nachweisen und messen. Durch den
Vergleich der Werte
mit dem atmosphärischen Radiokohlenstoff können wir rückwirkend
das Alter der
Zellen bestimmen", erklärt Dr. Bergmann.
