Von "Explosionen" in der Lunge

27. April 2004, 12:22
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Innsbrucker Physiologen untersuchen Auswirkungen von Medikamenten und Schadstoffen

Innsbruck - Innsbrucker Physiologen sind den Rätseln der Funktionsweise unseres Atmungsorgans auf der Spur und untersuchen derzeit "Explosionen" in der Lunge. Mit einem neuen Modell sollen unter anderem die Auswirkungen von Medikamenten oder Schadstoffen überprüft und damit eine theoretische Grundlage für therapeutische Maßnahmen erhalten werden.

Schutzfilm

Die Oberfläche der Lungenbläschen (Alveolen), in denen der Gasaustausch stattfindet, hat insgesamt die Fläche eines Tennisplatzes (etwa 100 Quadratmeter). Trotzdem enthalten sie nur wenige Liter Luft. Ein sehr feines Geflecht also, das physikalisch gesehen im Grenzbereich des Möglichen arbeitet.

Die Lunge würde kollabieren, oder sich mit Wasser füllen, gäbe es kein surface active agent (Surfactant), das an der Grenze zwischen Luft und Wasser einen Schutzfilm bildet und eben dies verhindert. Obwohl dieses "Material", eine kompakte Mischung aus Fett und Protein, an Ort und Stelle seiner Wirkung entsteht, habe sich die Entschlüsselung der Mechanismen, wie es zu dieser Wirkungsweise kommt, hartnäckig jeder direkten Beobachtung entzogen.

Zufallslösung

Von den Innsbrucker Physiologen Thomas Haller und Paul Dietl wurde nach Angaben vom Mittwoch nun ein Verfahren entwickelt, wie diese Mechanismen mit einer einfachen Versuchsanordnung untersucht werden können. Laut Haller sei es schwierig, wenn nicht unmöglich gewesen, eine Alveole mit ihrer Wasser-Luft-Grenzfläche überhaupt zu untersuchen. Durch Zufall sei er dann auf eine machbare Lösung gestoßen: er habe mit einer Lochblende hantiert, die mit Wasser benetzt war.

Plane und stabile Wasseroberfläche

Ähnlich einem Wassertropfen, der auf Grund der Oberflächenspannung am Wasserhahn hängen bleibe, habe sich an der Unterseite dieser Blende eine plane und stabile Wasseroberfläche gebildet. Ein eigentlich banales Ereignis, das die Wissenschafter aber auf die entscheidende Idee gebracht habe, diesen Effekt für ein Modell einer Alveole zu benutzen.

Entstanden sei dann eine speziell angefertigte Kammer, die mit so genannten Typ II-Zellen überschichtet werden könne, den Zellen also die für die Produktion und Freisetzung von Surfactant verantwortlich sind. Surfactant wurde gleichzeitig durch ein eigens entwickeltes Verfahren markiert, damit er mit dem Mikroskop sichtbar wird. Die Innsbrucker Wissenschafter wollten nun klären, wie sich Surfactant an der Wasser-Luft-Grenze verhält. (APA)

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