Mittwoch, 05.06.2019

Lehre

Antrittsvorlesung Physiologie: Touching cells

Von den mechanischen Eigenschaften lebender Zellen - Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Kristina Kusche-Vihrog am 2. Juli (17 Uhr s.t., Hörsaal AM 3)

Endothel besteht aus einem einschichtigen Zellrasen, der die Innenflächen der Blutgefäße auskleidet. Die Endothelzellen bilden dabei nicht nur eine intelligente Barriere zwischen Blut und Körperzellen, sondern tragen entscheidend zur Regulation von Blutgerinnung und Blutdruck bei. Dabei reagieren sie flexibel auf veränderte Blutströmung und Druckverhältnisse und setzen vasoaktive Substanzen frei. Um diese Aufgabe überhaupt ausfüllen zu können, dürfen Endothelzellen keine starren Gebilde sein, sondern müssen eine hohe funktionelle Plastizität aufweisen.

Die von den Endothelzellen detektierten Veränderungen ihrer Oberfläche werden in biochemische Signale übersetzt und ins Zellinnere weitergeleitet. Dem physiologisch bedeutungsvollen und steten Wechsel zwischen einer „weichen“ und „starren“ Zelloberfläche liegen komplexe und äußerst dynamische Prozesse zugrunde.

Während der letzten Jahre konnten biophysikalische Methoden entwickelt werden, die eine exakte Messung der mechanischen Eigenschaften von lebenden Zellen und Molekülen ermöglichen. Die Veränderungen der Zelloberfläche können unter anderem mit der Atomic Force Microscopy untersucht werden, einer Methode, bei der die Oberfläche von Zellen abgetastet oder die Kraft zwischen zwei interagierenden Zellen quantifiziert wird.

Werden Endothelzellen nun chronisch starr und unflexibel, ist das der erste Schritt einer endothelialen Dysfunktion und kann den Weg zu kardiovaskulären Erkrankungen und Hypertonie bereiten. Mediatoren hierbei können entzündliche Vorgänge, aber auch typische vaskuläre Risikofaktoren wie eine Kochsalz-reiche Ernährung sein. Dementsprechend reflektiert die Starrheit einer endothelialen Oberfläche den physiologischen Status der Zelle.

Wir widmen uns der Untersuchung des diesen Veränderungen der endothelialen Nanomechanik zugrundeliegenden Mechanismus. Der translationale Forschungsansatz ist hierbei von großer Bedeutung.

Im Rahmen der Antrittsvorlesung werden die Grundprinzipien und das klinische Potential der Untersuchung nanomechanischer Eigenschaften von lebenden Endothelzellen erläutert. -

Prof. Dr. rer. nat. Kristina Kusche-Vihrog ist die Direktorin des Instituts für Physiologie der Universität zu Lübeck.

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