Auswirkungen von E-Zigaretten auf Gehirnzellen
Es gibt in letzter Zeit immer mehr Diskussionen darüber, wie schädlich E-Zigaretten wirklich sind. Forschende fanden jetzt heraus, dass elektronische Zigaretten eine Stressreaktion in neuralen Stammzellen hervorrufen, die sogar zum Absterben der Zellen führen kann.
Bei der aktuellen Untersuchung der University of California, Riverside wurde festgestellt, dass E-Zigaretten neuralen Stammzellen schaden. Die Ergebnisse der Studie wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Cell Press“ publiziert.
Stammzellen sind sehr empfindlich für Stress
Stammzellen werden zu spezialisierten Zellen mit spezifischen Funktionen wie Gehirnzellen oder Blutzellen. Stammzellen sind weitaus empfindlicher gegenüber Stress als spezialisierte Zellen, die am Ende aus ihnen gebildet werden. Dies gilt auch für die Exposition gegenüber toxischen Stoffen wie Zigarettenrauch. Inwiefern Elektronische Zigaretten ebenfalls den Stammzellen schaden können, wurde in der aktuellen Studie deutlich.
Was ist stressinduzierte mitochondriale Hyperfusion?
Bisher war unklar, wie sich die Chemikalien im Dampf der E-Zigaretten auf neurale Stammzellen auswirken können, insbesondere auf ihre Mitochondrien – die Organellen, welche als Kraftwerke der Zelle dienen und für die Regulierung der Zellgesundheit von entscheidender Bedeutung sind. Durch die Verwendung von kultivierten neuronalen Stammzellen von Mäusen identifizierten die Forschenden den Mechanismus, welcher durch E-Zigaretten induzierter Stammzelltoxizität als sogenannte stressinduzierte mitochondriale Hyperfusion zugrunde liegt. Stressinduzierte mitochondriale Hyperfusion ist eine schützende Überlebensreaktion, berichten die Autoren der Studie. Aus den untersuchten Daten gehe hervor, dass die Exposition von Stammzellen gegenüber nikotinhaltigem E-Zigaretten-Dampf eine Reaktion hervorruft, die zu stressinduzierter mitochondrialer Hyperfusion führt.
Wie wird der Zelltod durch E-Zigaretten ausgelöst?
Obwohl E-Zigaretten im Vergleich zu herkömmlichen Zigaretten als sicherer eingestuft wurden, sind sie nicht harmlos. Selbst eine kurzzeitige Exposition kann die Zellen in einer Weise belasten, die bei wiederholter Anwendung zum Zelltod führen kann. Die Beobachtungen beziehen sich auf Produkte, die Nikotin enthielten. Der hohe Nikotinspiegel führt hier zu einer Nikotinflutung spezieller Rezeptoren in der Membran neuronaler Stammzellen. Nikotin bindet sich an diese Rezeptoren und bewirkt, dass sie sich öffnen. Kalcium und andere Ionen beginnen, in die Zelle einzudringen. Irgendwann kommt es zu einer Kalziumüberladung, erklären die Forschenden in einer Pressemitteilung. Zu viel Kalzium in den Mitochondrien ist schädlich. Die Mitochondrien schwellen an und verändern ihre Morphologie und Funktion. Es können sogar Moleküle aufbrechen und austreten, was zum Zelltod führt.
Auswirkungen von geschädigten Stammzellen auf die Gesundheit
Wenn der Stress durch Nikotin anhält, werden die neuralen Stammzellen beschädigt und könnten schließlich absterben. In diesem Fall können aus Stammzellen keine spezialisierten Zellen produziert werden, wie beispielsweise Astrozyten und Neuronen. Beschädigte Stammzellen-Mitochondrien könnten das Altern beschleunigen und zu neurodegenerativen Krankheiten führen. Neuronale Stammzellen können auf dem olfaktorischen Weg Nikotin ausgesetzt werden.
Jugendliche und Schwangere sollten besonders vorsichtig sein
Besonders Jugendliche und schwangere Frauen sollten vorsichtig sein. Das Gehirn von Jugendlichen befindet sich in einem kritischen Entwicklungsstadium, berichten die Forschenden. Nikotinexposition während der pränatalen oder jugendlichen Entwicklung kann das Gehirn auf vielfältige Weise beeinträchtigen und Gedächtnis, Lernen und Kognition betreffen. Darüber hinaus sind Sucht und Nikotinabhängigkeit in der Jugend besonders gefährlich. Hervorzuheben ist, dass Nikotin die neuralen Stammzellen und ihre Mitochondrien schädigt. Dies ist besonders besorgniserregend, da Nikotin und entsprechende Liquids für E-Zigaretten in den Ländern der EU mittlerweile weit verbreitet sind. (as)
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Autoren- und Quelleninformationen
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- Atena Zahedi, Rattapol Phandthong, Angela Chaili, Sara Leung, Esther Omaiye, Prue Talbot: Mitochondrial Stress Response in Neural Stem Cells Exposed to Electronic Cigarettes ,in Cell Press, Cell Press
- Study finds electronic cigarettes damage brain stem cells, University of California, Riverside, University of California, Riverside
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