Über Blutgefäße wird das Körpergewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Je dichter das Gewebe mit Blutgefäßen durchzogen ist, desto mehr Nährstoffe gelangen zu den Gewebezellen. Diese Dichte an Blutgefäßen variiert sehr stark zwischen verschiedenen Geweben: Während weiche Gewebe, wie das Gehirn oder die Langerhans-Inseln, sehr stark durchblutet sind, durchziehen harte Gewebe, wie die Skelettmuskulatur und Bindehaut, nur wenige Blutgefäßen.
Die Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse spielen die zentrale Rolle in der Regulierung des Blutzuckerspiegels, da sie – abhängig vom Blutzuckerwert – mehr oder weniger des Hormons Insulin ausschütten. Insulin regt wiederum andere Zellen an, Blutzucker aufzunehmen und umzusetzen. Die Düsseldorfer Forscher um Professor Dr. Eckhard Lammert vom Institut für Stoffwechselphysiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und des Deutschen Diabetes-Zentrums (DDZ) haben zusammen mit Kollegen der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich (in Basel) die Langerhans-Inselzellen genetisch verändert und dadurch ihre Festigkeit beeinflusst. Die biomechanischen Untersuchungen bewerkstelligte Professor Dr. Daniel Müller an speziellen Mikroskopen in Basel, mit denen die Gewebesteifheit quantifiziert werden kann.
„Bei hoher Gewebefestigkeit verlassen die Blutgefäße die Langerhans-Inseln fast vollständig“, berichtet Professor Lammert. Die Forscher fanden heraus, dass die sogenannten Endothelzellen, aus denen die Blutgefäße bestehen, deutlich schlechter an festeres Gewebe binden als an weicheres Gewebe. „Dies zeigt uns, dass eine gewisse Flexibilität des Gewebes sehr wichtig für die Blutversorgung ist.“
So deutet die Tatsache, dass mit zunehmendem Alter das Gewebe steifer wird, darauf hin, dass dies auch die schlechtere Durchblutung bei älteren Patienten verursacht. Im Hinblick auf den Diabetes soll nun untersucht werden, ob ein erhöhter Blutzuckerspiegel bei Diabetikern zur Versteifung von Geweben beiträgt, was wiederum zu einer schlechteren Durchblutung der Gewebe führt und diese – etwa in der Niere, den Augen oder den entfernten Gliedmaßen – schädigt.
Originalpublikation: Martin Kragl, Rajib Schubert, Haiko Karsjens, Silke Otter, Barbara Bartosin-ska, Kay Jeruschke, Jürgen Weiß, Chunguang Chen, David Alsteens, Oliver Kuss, Stephan Speier, Daniel Eberhard, Daniel Müller & Eckhard Lammert, The biomechanical properties of an epithelial tissue determine the location of its vasculature, Nature Communications, 7:13519, 20. Dezember 2016; DOI: 10.1038/ncomms13560.