Forschung am Zebrafisch Warum schlägt unser Herz?
Sie geben den Takt an: Spezielle Zellen bestimmen, wie und ob unser Herz schlägt. Forscher haben das am Zebrafisch untersucht und enthüllt, was genau die Pumpe antreibt.
© Kostas Margitudis/MPI-CBG
In embryonalen Zebrafischen konnten Forscher die Zellen ausmachen, die den Herzschlag auslösen
Das menschliche Herz schlägt in Ruhe etwa 70 Mal in der Minute. Pro Schlag pumpt es dabei durchschnittlich 75 Milliliter. In einer Minute fließen mehr als fünf Liter Blut durch die Adern, bei extremer körperlicher Belastung können es sogar bis zu 25 Liter sein. Ein gesundes Herz schlägt ununterbrochen, ein Leben lang. Doch was löst den Herzschlag aus? Was hält uns am Leben?
Forscher aus den USA und Deutschland sind der Frage nachgegangen. Sie haben die natürlichen Herzschrittmacher-Zellen in Zebrafischen gefunden und beobachtet. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher nun im Wissenschaftsmagazin Science .
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"Unser Team hat die Gene für lichtempfindliche Proteine in das Erbmaterial des Fisches eingebracht", sagt Jan Huisken vom Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden . Der Physiker hat die Technik entwickelt, mit der die Fische untersucht wurden. Die modifizierten Gene werden mit einer Art Adressaufkleber (Promoter) versehen, sodass die von ihnen ausgebildeten Proteine (sogenannte Ionenkanäle) nur in einem bestimmten Gewebe ausgebildet werden, den Herzmuskelzellen. "Diese Zellen reagieren dann empfindlich auf Licht", sagt Huisken.
Die Forscher richteten das Licht punktuell auf die verschiedenen Herzregionen. Trifft es auf die dafür nun empfindlichen Zellen, führt das zu einer Depolarisation an der Membran und die vom Licht getroffenen Zellen hören auf zu pulsieren. Huisken und seine Kollegen vom Institut und der Universität von Kalifornien in San Francisco haben nun das Herz des Zebrafischs mit dieser Methode systematisch abgetastet.
Durch das Beleuchten eines winzigen Bereichs, legten die Forscher das gesamte Herz lahm. Das Überleben des embryonalen Zebrafischs hängt demnach von nur wenigen Zellen ab. Sie sind die Schrittmacher des Herzens. Hören sie auf zu schlagen, steht das ganze Herz still.
"Mit unserer Methode konnten wir das erste Mal genau sehen, welche Zellen den entscheidenden Impuls geben", sagt Huisken. Vorher haben Wissenschaftler eher indirekt auf die Schrittmacherzellen geschlossen. "Den unmittelbaren Beweis haben wir mit unserer Studie erbracht."
Der Zebrafisch eignet sich besonders für Untersuchungen wie diese. Er ist einigermaßen durchsichtig und entwickelt sich in einer Petrischale. So können die Forscher am lebenden Fisch beobachten, was im Inneren passiert. Zudem sind die Embryonen sehr unempfindlich. Sie sterben selbst dann nicht, wenn man ihr Herz für kurze Zeit anhält. Der zum Leben nötige Sauerstoff diffundiert einfach durch das Gewebe des noch jungen Fischs. Der Embryo könnte auch ohne Herzschlag vier bis fünf Tage überleben.
Ein weiterer Vorteil des Modellorganismus Zebrafisch ist, dass sein Herz bereits nach 24 Stunden zu schlagen beginnt. Nach weiteren 24 Stunden haben sich Vorkammer (Atrium) und Hauptkammer (Ventrikel) ausgebildet. "Vom Einzell- bis zum Erwachsenenstadium können wir den Fisch genau untersuchen", sagt Huisken.
Übersicht zu diesem Artikel
- Seite 1 Warum schlägt unser Herz?
- Seite 2 Ein optischer Herzschrittmacher ist noch Zukunftsmusik
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- Datum 11.11.2010 - 15:27 Uhr
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was soll denn das für eine wissenschaft sein? und was soll uns nun dieses ergebnis sagen? man ist so schlau wie vorher. man forscht und forsch aber schafft es nie auf die wirklichen frage eine antwort zu finden. solange es jemanden dummen gibt der diesen unsinn finanziert.
Mit der Beantwortung einer Frage öffnen sich tausend neue Frage. So ist die Wissenschaft eben.
Ich finde es etwas bedenklich, dass Sie, wie ich es verstehe, die Wissenschaft als "Unsinn" abtun. Sie nehmen keine Medikamente? Sie lassen sich nicht untersuchen? Sie werden niemals einen Herzschrittmacher benötigen? Na dann ist ja alles gut. Dann brauchen Sie ja keine Wissenschaft!
Der Kommentar zeugt von erheblicher Beschränktheit. Das "neue" Wissen dieses Artikels ist relativ alt, nur ein Nachweis wurde in dieser Form nie erbracht. Wieso die Zellen depolarisieren? Weil verschiedene Ionenströme einander in zyklischer Weise auslösen und das ohne Unterbrechung und ein Leben lang. Sobald das nämlich eintritt hört das Herz eben auf zu schlagen. Jedes Physiologie-Kurzlehrbuch gibt diese Antwort, aber Laien wie Ihnen ist das wohl bereits zu viel.
... dachte ich bei ZEIT nichtmehr zu finden. Bildniveau.
Zudem denke ich nicht, dass das einzig und allein ein Beweis alter Annahmen war, sondern auch ein Denkanstoss in Richtung optische Herzschrittmacher.
Mit der Beantwortung einer Frage öffnen sich tausend neue Frage. So ist die Wissenschaft eben.
Ich finde es etwas bedenklich, dass Sie, wie ich es verstehe, die Wissenschaft als "Unsinn" abtun. Sie nehmen keine Medikamente? Sie lassen sich nicht untersuchen? Sie werden niemals einen Herzschrittmacher benötigen? Na dann ist ja alles gut. Dann brauchen Sie ja keine Wissenschaft!
Der Kommentar zeugt von erheblicher Beschränktheit. Das "neue" Wissen dieses Artikels ist relativ alt, nur ein Nachweis wurde in dieser Form nie erbracht. Wieso die Zellen depolarisieren? Weil verschiedene Ionenströme einander in zyklischer Weise auslösen und das ohne Unterbrechung und ein Leben lang. Sobald das nämlich eintritt hört das Herz eben auf zu schlagen. Jedes Physiologie-Kurzlehrbuch gibt diese Antwort, aber Laien wie Ihnen ist das wohl bereits zu viel.
... dachte ich bei ZEIT nichtmehr zu finden. Bildniveau.
Zudem denke ich nicht, dass das einzig und allein ein Beweis alter Annahmen war, sondern auch ein Denkanstoss in Richtung optische Herzschrittmacher.
Mit der Beantwortung einer Frage öffnen sich tausend neue Frage. So ist die Wissenschaft eben.
Ich finde es etwas bedenklich, dass Sie, wie ich es verstehe, die Wissenschaft als "Unsinn" abtun. Sie nehmen keine Medikamente? Sie lassen sich nicht untersuchen? Sie werden niemals einen Herzschrittmacher benötigen? Na dann ist ja alles gut. Dann brauchen Sie ja keine Wissenschaft!
Der Kommentar zeugt von erheblicher Beschränktheit. Das "neue" Wissen dieses Artikels ist relativ alt, nur ein Nachweis wurde in dieser Form nie erbracht. Wieso die Zellen depolarisieren? Weil verschiedene Ionenströme einander in zyklischer Weise auslösen und das ohne Unterbrechung und ein Leben lang. Sobald das nämlich eintritt hört das Herz eben auf zu schlagen. Jedes Physiologie-Kurzlehrbuch gibt diese Antwort, aber Laien wie Ihnen ist das wohl bereits zu viel.
... dachte ich bei ZEIT nichtmehr zu finden. Bildniveau.
Zudem denke ich nicht, dass das einzig und allein ein Beweis alter Annahmen war, sondern auch ein Denkanstoss in Richtung optische Herzschrittmacher.
Sind in jedem Falle ethisch abzulehnen. Diese Herzstillstandsexprimente sind abstrus und unnütz.
Das Tier hat nicht verdient für menschliche Interessen missbraucht zu werden.
Ich weiß, dass die meisten (fast immer männlichen) Zeit-Kommentatoren das anders sehen. Für sie sind das nur Fische. Nicht mehr wert als ein Klumpen erde, ne Möhre oder ein Gänseblümchen. Dass Tiere wesentlich mehr sind als Gänseblümchen und dem Menschen viel näher, belegen zwar diese Versuche immer wieder aufs neue, in der moralischen Bewertung wird dieser Fakt aber dann wieder zur Seite gelegt. Fische haben also Herzklappen und indem man ihr Herz zum stehen bringt, kann man daraus nutzen für die Herzen der Menschen schlagen. Sehr interessant. Sie sind uns so nah, und doch nur ein Gänseblümchen wenn es darum geht sie zu missbrauchen.
Verrückte Welt. Barbaren durch und durch.
Zugegeben, es ist natürlich berechtigt Tierversuche strikt abzulehnen.
Leider kann ich diese Einstellung nicht verstehen, zumindest Teilweise. Die Wissenschaft wäre heute nicht annähernd soweit, wenn es keine Tierversuche gäbe und gegeben hätte.
Natürlich gibt es auch weniger nützliche Tierversuche (Ich erinnere mich an das Erfrieren von Schweinen)...
Trotzdem sollten Einige mal in sich gehen und Ihre Einstellung zu Tierversuchen hinterfragen.
@ Buh: Was sagen Sie dazu, dass Bauern durch Schafe eine Blockade beim Castortransport errichtet haben?
Tierversuche für medizinische Zwecke sind nicht unnütz. Wenn daraus neue Verfahren zur Rettung von Menschenleben entstehen, dann sind Tierversuche sogar überaus begrüßenswert. Tiere sind halt keine Menschen und haben daher auch nicht die selben Rechte wie Menschen. Wenn Menschen sich dazu entschließen Tieren kein unnötiges Leid zuzufügen, dann ist das gut und begrüßenswert. Aber wie gesagt, die Medizin ist auf Forschung an Tieren angewiesen.
Und obwohl im Beitrag eigens erwähnt wird, dass die Fische auch ohne Herzschlag überleben, taucht hier ein arroganter Kommentar auf, der obendrein einen sexistischen Grundton enthält.
Den Tierrechtler möchte ich sehen, der eine überlebensnotwendige Therapie ablehnt, weil sie auf Erkenntnissen basiert, die durch Tierversuche gewonnen wurden. Das ist Bigotterie.
Zugegeben, es ist natürlich berechtigt Tierversuche strikt abzulehnen.
Leider kann ich diese Einstellung nicht verstehen, zumindest Teilweise. Die Wissenschaft wäre heute nicht annähernd soweit, wenn es keine Tierversuche gäbe und gegeben hätte.
Natürlich gibt es auch weniger nützliche Tierversuche (Ich erinnere mich an das Erfrieren von Schweinen)...
Trotzdem sollten Einige mal in sich gehen und Ihre Einstellung zu Tierversuchen hinterfragen.
@ Buh: Was sagen Sie dazu, dass Bauern durch Schafe eine Blockade beim Castortransport errichtet haben?
Tierversuche für medizinische Zwecke sind nicht unnütz. Wenn daraus neue Verfahren zur Rettung von Menschenleben entstehen, dann sind Tierversuche sogar überaus begrüßenswert. Tiere sind halt keine Menschen und haben daher auch nicht die selben Rechte wie Menschen. Wenn Menschen sich dazu entschließen Tieren kein unnötiges Leid zuzufügen, dann ist das gut und begrüßenswert. Aber wie gesagt, die Medizin ist auf Forschung an Tieren angewiesen.
Und obwohl im Beitrag eigens erwähnt wird, dass die Fische auch ohne Herzschlag überleben, taucht hier ein arroganter Kommentar auf, der obendrein einen sexistischen Grundton enthält.
Den Tierrechtler möchte ich sehen, der eine überlebensnotwendige Therapie ablehnt, weil sie auf Erkenntnissen basiert, die durch Tierversuche gewonnen wurden. Das ist Bigotterie.
Zugegeben, es ist natürlich berechtigt Tierversuche strikt abzulehnen.
Leider kann ich diese Einstellung nicht verstehen, zumindest Teilweise. Die Wissenschaft wäre heute nicht annähernd soweit, wenn es keine Tierversuche gäbe und gegeben hätte.
Natürlich gibt es auch weniger nützliche Tierversuche (Ich erinnere mich an das Erfrieren von Schweinen)...
Trotzdem sollten Einige mal in sich gehen und Ihre Einstellung zu Tierversuchen hinterfragen.
@ Buh: Was sagen Sie dazu, dass Bauern durch Schafe eine Blockade beim Castortransport errichtet haben?
"DieWissenschaft wäre heute nicht annähernd soweit, wenn es keine Tierversuche gäbe und gegeben hätte."
Beweisen Sie das bitte!Das ist eine Behauptung,die niemand belegen kann. Ärzte, die sich gegen Tierversuche aussprechen, argumentieren genau umgekehrt.Gerade weil wir Humanmedizinnische Erkenntnisse aufgrund von dümmlichen Frosch-Experimenten sammeln wollen, sind wir schlechter beraten. Es gibt Alternativmethoden, die medizinisch längst als besser verifiziert worden sind. Sie werden aber aus politisch-bürokratischen gründen nicht akzeptiert,weil eine Alternativmethode nicht besser sind darf. sie mussGENAU das gleiche aussagen wie das Tierexperiment,um als Ersatzmethode gelten zu können. Verrückte Welt!
Wenn Sie das Thema wirklich interessiert, lesen sie doch mal auf den Seiten der Ärzte gegen Tierversuche. Dort finden sie wissenschaftlich fundierte Argumente von Medizinern.
Kennen Sie die Historischen Entstehungsmomente der Tierversuche? Damals dachte man noch frei das Descartes, dass Tiere Maschinen sind und keine Empfindungen oder gar Kognition haben! Man empfand die schreie der Tiere als Quietschen von Maschinen. Entsprechend einfach machte man es sich, diese Tiere zu missbrauchen.
Obwohl wir wissen, dass Tiere sogar psychische Krankheiten haben können, weigern wir uns, dieses Leid anzuerkennen und zu verhindern.Das ist abgestumpftheit höchster güte.
Früher dachte ich mir, wir kann man nur einem Menschen Leid antun. Heute weiß ich welche Denkmuster dahinter stecken.
Ich lehne es ab Tiere zu Missbrauchen. Ich bin dagegen Tiere in Zoos und Zirkussen vorzuführen. Ich finde der Einsatz von Polizeipferden verstoßt gegen das Tierschutzgesetz. Ich meine, dass Tiere in Fernsehshows verboten gehören, wenn es nicht zu ihrem nutzen ist (Ich erinnere mich an "Wette, dass..." wo Kaninchen in Glaskugeln eingesperrt wurden, jeweils alleine, ohne rückzugsmöglichkeit. Das ist so unglaublich stressig für diese Fluchttiere, dass ich hätte kotzen können, ob des freudigen Publikums, welches Ignoranter nich hätte sein können. hingegen sind Shows die zur Vermittlung von Tierheimtieren führen, mit Rücksichtname auf jeweilige Bedürfnisse, in Ordnung)
Die Sache mit den Schafen sehe ich zwiespältig. Zum einen sehe ich ein Problem darin, dass die Schafe dafür benutzt wurden. Zum anderen sehe ich aber auch ein, dass es den Schafen vermutlich nicht weite geschadet hat. Da ich aber keinen Einblick in die Konkrete Situation habe,sondern nur ein Bild sah, kann ich das nicht zur Gänze beurteilen. Sofern den Schafen kein Schaden zugefügt wurde, und dies auch nicht riskiert wurde, kann man es eventuell durchgehen lassen. Sicher kann ich das aus der Ferne nicht beurteilen.
Sie sehen, ich fordere keine blinde Aufopferung für Tiere. ich fordere das, was wir in Bezug auf andre Menschen wohl erst durch den Humanismus bekamen: Respekt, Aufmerksamkeit, Einfühlungsvermögen, Mitleid. Ich fordere das Gegenüber zu sehen und zu respektieren. Tiere haben einen intrinsischen wert.
"DieWissenschaft wäre heute nicht annähernd soweit, wenn es keine Tierversuche gäbe und gegeben hätte."
Beweisen Sie das bitte!Das ist eine Behauptung,die niemand belegen kann. Ärzte, die sich gegen Tierversuche aussprechen, argumentieren genau umgekehrt.Gerade weil wir Humanmedizinnische Erkenntnisse aufgrund von dümmlichen Frosch-Experimenten sammeln wollen, sind wir schlechter beraten. Es gibt Alternativmethoden, die medizinisch längst als besser verifiziert worden sind. Sie werden aber aus politisch-bürokratischen gründen nicht akzeptiert,weil eine Alternativmethode nicht besser sind darf. sie mussGENAU das gleiche aussagen wie das Tierexperiment,um als Ersatzmethode gelten zu können. Verrückte Welt!
Wenn Sie das Thema wirklich interessiert, lesen sie doch mal auf den Seiten der Ärzte gegen Tierversuche. Dort finden sie wissenschaftlich fundierte Argumente von Medizinern.
Kennen Sie die Historischen Entstehungsmomente der Tierversuche? Damals dachte man noch frei das Descartes, dass Tiere Maschinen sind und keine Empfindungen oder gar Kognition haben! Man empfand die schreie der Tiere als Quietschen von Maschinen. Entsprechend einfach machte man es sich, diese Tiere zu missbrauchen.
Obwohl wir wissen, dass Tiere sogar psychische Krankheiten haben können, weigern wir uns, dieses Leid anzuerkennen und zu verhindern.Das ist abgestumpftheit höchster güte.
Früher dachte ich mir, wir kann man nur einem Menschen Leid antun. Heute weiß ich welche Denkmuster dahinter stecken.
Ich lehne es ab Tiere zu Missbrauchen. Ich bin dagegen Tiere in Zoos und Zirkussen vorzuführen. Ich finde der Einsatz von Polizeipferden verstoßt gegen das Tierschutzgesetz. Ich meine, dass Tiere in Fernsehshows verboten gehören, wenn es nicht zu ihrem nutzen ist (Ich erinnere mich an "Wette, dass..." wo Kaninchen in Glaskugeln eingesperrt wurden, jeweils alleine, ohne rückzugsmöglichkeit. Das ist so unglaublich stressig für diese Fluchttiere, dass ich hätte kotzen können, ob des freudigen Publikums, welches Ignoranter nich hätte sein können. hingegen sind Shows die zur Vermittlung von Tierheimtieren führen, mit Rücksichtname auf jeweilige Bedürfnisse, in Ordnung)
Die Sache mit den Schafen sehe ich zwiespältig. Zum einen sehe ich ein Problem darin, dass die Schafe dafür benutzt wurden. Zum anderen sehe ich aber auch ein, dass es den Schafen vermutlich nicht weite geschadet hat. Da ich aber keinen Einblick in die Konkrete Situation habe,sondern nur ein Bild sah, kann ich das nicht zur Gänze beurteilen. Sofern den Schafen kein Schaden zugefügt wurde, und dies auch nicht riskiert wurde, kann man es eventuell durchgehen lassen. Sicher kann ich das aus der Ferne nicht beurteilen.
Sie sehen, ich fordere keine blinde Aufopferung für Tiere. ich fordere das, was wir in Bezug auf andre Menschen wohl erst durch den Humanismus bekamen: Respekt, Aufmerksamkeit, Einfühlungsvermögen, Mitleid. Ich fordere das Gegenüber zu sehen und zu respektieren. Tiere haben einen intrinsischen wert.
leider notwendig
Tierversuche für medizinische Zwecke sind nicht unnütz. Wenn daraus neue Verfahren zur Rettung von Menschenleben entstehen, dann sind Tierversuche sogar überaus begrüßenswert. Tiere sind halt keine Menschen und haben daher auch nicht die selben Rechte wie Menschen. Wenn Menschen sich dazu entschließen Tieren kein unnötiges Leid zuzufügen, dann ist das gut und begrüßenswert. Aber wie gesagt, die Medizin ist auf Forschung an Tieren angewiesen.
Und obwohl im Beitrag eigens erwähnt wird, dass die Fische auch ohne Herzschlag überleben, taucht hier ein arroganter Kommentar auf, der obendrein einen sexistischen Grundton enthält.
Den Tierrechtler möchte ich sehen, der eine überlebensnotwendige Therapie ablehnt, weil sie auf Erkenntnissen basiert, die durch Tierversuche gewonnen wurden. Das ist Bigotterie.
". Tiere sind halt keine Menschen und haben daher auch nicht die selben Rechte wie Menschen. "
Ich fordere nicht die selben Rechte. Sie machen das schon fast richtig. Sie benutzen das wissenschaftliche Prinzip der Vergleichbarkeit. Gleiches gleich behandeln. So macht man es auch in der Logik und Mathematik. Also sind wir uns da schon mal einig.
Entsprechend dieses Prinzips fordere ich keine Menschenrechte für Tiere. Ich fordere entsprechend der Eigenschaften und Bedürfnissen von Tieren, Rechte abzuleiten,wie man es auch beim Menschen getan hat. Das Recht auf körperliche Unversehrtheit, recht auf leben ect. Tiere können doch Leid und Freude empfinden. Haben ein Bewusstsein und sind sogar zu einem gewissen Grad intelligent. Dies muss gesehen werden und entsprechen moralisch bewertet werden.
Das tun Sie aber nicht. Sie finden, der Mensch ist Wertvoll die anderen Tiere sind minderwertig und haben dafür keine zehn Sekunden gebraucht, diese Meinung zu finden.
[...] Bitte verzichten Sie auf polemische Vergleiche. Die Redaktion/ft
Daher fordere ich Sie auf, sich mit diesen Dingen näher zu beschäftigen und ihre Meinung auf Wahrheitsgehalt zu überprüfen.
Die Würde der "Kreatur" ist philosophisch feststellbar, und zwar vergleichbar fundiert wie die Würde des Menschen.
". Tiere sind halt keine Menschen und haben daher auch nicht die selben Rechte wie Menschen. "
Ich fordere nicht die selben Rechte. Sie machen das schon fast richtig. Sie benutzen das wissenschaftliche Prinzip der Vergleichbarkeit. Gleiches gleich behandeln. So macht man es auch in der Logik und Mathematik. Also sind wir uns da schon mal einig.
Entsprechend dieses Prinzips fordere ich keine Menschenrechte für Tiere. Ich fordere entsprechend der Eigenschaften und Bedürfnissen von Tieren, Rechte abzuleiten,wie man es auch beim Menschen getan hat. Das Recht auf körperliche Unversehrtheit, recht auf leben ect. Tiere können doch Leid und Freude empfinden. Haben ein Bewusstsein und sind sogar zu einem gewissen Grad intelligent. Dies muss gesehen werden und entsprechen moralisch bewertet werden.
Das tun Sie aber nicht. Sie finden, der Mensch ist Wertvoll die anderen Tiere sind minderwertig und haben dafür keine zehn Sekunden gebraucht, diese Meinung zu finden.
[...] Bitte verzichten Sie auf polemische Vergleiche. Die Redaktion/ft
Daher fordere ich Sie auf, sich mit diesen Dingen näher zu beschäftigen und ihre Meinung auf Wahrheitsgehalt zu überprüfen.
Die Würde der "Kreatur" ist philosophisch feststellbar, und zwar vergleichbar fundiert wie die Würde des Menschen.
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