Die derzeit verwendeten vereinfachten Modell der Säuger-Leber Gewebe kann nur in einer begrenzten Art und Weise, wie Lebergewebe, strukturiert und geformt. Fast 70 Jahre später, haben Forscher des Max-Planck-Institute für Molekulare Zellbiologie und Genetik sowie für Physik Komplexer Systeme zusammen mit der TU Dresden nutzte Roman Mikroskopie Entwicklungen, die computergestützte Bildanalyse und 3-D-Gewebe-Rekonstruktion und schuf eine neue realistische 3-D-Modell der Leber-Organisation. Bemerkenswert ist, dass Sie entdeckten, dass die Leber verfügt über eine organisierte Struktur, ähnlich wie flüssige Kristalle.
Die Leber ist das größte stoffwechselorgan des menschlichen Körpers mit einem komplexen Gewebe-Architektur. Es ist wichtig für Blut, Entgiftung und Stoffwechsel. Blut fließt durch die Blutgefäße zu den Leberzellen, die sogenannten Hepatozyten, die die Aufnahme und Metabolisierung von Substanzen und Ausscheidung von Galle für eine Entleerung in den Darm. Wie Zellen miteinander interagieren und sich selbst organisieren, um zu bilden eine funktionelle Gewebe? Für diese, die drei-dimensionale Struktur bekannt sein muss. Die Architektur von Geweben und deren Verhältnis zu Ihrer Funktion sind immer noch schlecht verstanden heute. So, ein interdisziplinäres team aus Biologen, Physiker und Mathematiker, hat die Schaffung eines neuen Modells der Leber, die fit sein würde, zu erklären, wie Zellen bilden zusammen mit der Leber Gewebe und somit in einem gesunden organ.
Ein strukturelles Modell der Leber lobule gemacht wurde und von hand gezeichnet, von der Anatom Hans Elias in 1949. Seitdem wurden sehr wenig Fortschritte gemacht. Um dieses Problem zu lösen herausragende problem, die Dresdner Forscher rechnerisch rekonstruiert die dreidimensionale geometrie der Gewebe aus Mikroskopie-Aufnahmen von Maus-Lebergewebe und es analysiert die Anwendung von Konzepten aus der Physik. Überraschend angesichts der amorphen Erscheinung des lebergewebes, die Forscher fanden heraus, dass die Hepatozyten Folgen ein liquid-crystal um, ähnlich der Entwicklung und Herstellung von elektronischen displays. Flüssigkristalle sind weniger strukturiert als die Kristalle sind aber besser organisiert als die Moleküle in einer Flüssigkeit.
Die Kommunikation zwischen den Blutgefäßen und der Leber-Zellen
Hernán Morales-Navarrete, Postdoktorand im Labor von Marino Zerial, Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, erklärt: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Leber Zellen und sinusoide, die die kleinsten Blutgefäße im Körper, die miteinander kommunizieren in beide Richtungen: Die Blutgefäße weisen die Hepatozyten und Hepatozyten senden Signale zurück an den Blutgefäßen, die zur Begründung und Erhaltung der flüssig-Kristall um. Diese bi-direktionale Kommunikation ist ein zentraler Bestandteil des selbst-Organisation der Leber Gewebe.“ Eine solche Architektur gibt dem Gewebe-Funktion und Robustheit gegen lokale Schäden.