Bestimmung von Anzahl und Größe Alle Zellen im menschlichen Körper analysiert
19.09.2023, 17:47 Uhr Artikel anhören
Die Grafik zeigt die verschiedenen Zellgrößen. Sie reichen von kleinen Blutplättchen bis zu den großen Skelettmuskeln.
(Foto: Ian A. Hatton)
Von Blutplättchen über Muskel- und Fettzellen: Der Körper eines Menschen besteht aus vielen verschiedenen Arten von Zellen. Ein Forschungsteam wertet frühere Studien aus und bestimmt damit die Gesamtzahl sowie die Größe aller Zellen. Außerdem wird klargestellt, wie viele Bakterienzellen sich im Menschen befinden.
Ein erwachsener Mann mit einem Gewicht von 70 Kilogramm besteht aus etwa 36 Billionen menschlichen Zellen. Bei einer Frau mit 60 Kilo sind es 28 Billionen und bei einem zehn Jahre alten Kind mit 32 Kilo 17 Billionen Zellen. Das haben Forscher nach der Auswertung von mehr als 1500 wissenschaftlichen Quellen ermittelt. Sie entdeckten außerdem, dass jede Zellgrößenklasse ungefähr gleich viel zur Biomasse des Organismus beiträgt, weil kleine Zellen besonders häufig und große Zellen besonders selten sind. Die Studie einer Gruppe um Ian Hatton vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig ist im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" ("PNAS") erschienen.
Der menschliche Körper enthält zusätzlich ähnlich viele Bakterien- wie menschliche Zellen, nur dass die Bakterienzellen erheblich kleiner sind. Die menschlichen Zellen haben eine Größenverteilung über sieben Größenordnungen, vom winzigen roten Blutkörperchen bis zur riesigen Muskelzelle; auch Nervenzellen und Fettzellen können sehr groß werden. Hatton und Kollegen unterteilten den Körper in 60 gut untersuchte Gewebesysteme, die sie weiter in 400 Hauptzelltypen und diese in 1264 separate Zellgruppen aufspalteten.
Leber wiegt mehr als Gehirn
"Für mehrere Gewebesysteme bietet unsere Zusammenstellung eine viel höhere Auflösung als bisher", schreiben die Studienautoren. So fanden sie beispielsweise 243 Zellgruppen bei den großen quer gestreiften Muskeln, 244 Zellgruppen bei den Nerven- und Gliazellen im gesamten zentralen und peripheren Nervensystem und 172 Gruppen von Blutzellen.
Die Massenbestimmung verschiedener Gewebe offenbart auch, dass beim modellhaften 70-Kilogramm-Mann die Leberzellen mit insgesamt 1220 Gramm schwerer sind als die Gehirnzellen mit 1074 Gramm. Am meisten bringen jedoch die Zellen der Skelettmuskeln mit 21.900 Gramm und des Fettgewebes mit 12.400 Gramm auf die Waage.
Bei der Auswertung der Größe und der Anzahl der verschiedenen Zellgruppen stellten die Wissenschaftler fest, dass sie in einem umgekehrt proportionalen Verhältnis zueinander stehen: Je kleiner die Zelle ist, desto größer ist ihre Anzahl und umgekehrt. Mit wenigen Lücken gilt dies durchgehend für die verschiedenen Größenordnungen menschlicher Zellen. So gibt es etwa wesentlich mehr Blut- als Muskelzellen.
Bessere Erkenntnisse für Zellbiologen
Die Forscher sortierten die Zellgruppen nach Größe und Gewicht, doch dies waren nur Durchschnittswerte. Denn auch innerhalb einer Gruppe gibt es eine Größenverteilung, also größere und kleinere Zellen. Diese Größenverteilung ist bei allen Zellgruppen sehr ähnlich, die durchschnittliche Zellgröße spielt dabei offenbar keine Rolle.
Hatton und Kollegen gehen davon aus, dass ihre Erkenntnisse dazu beitragen können, allgemeine Grenzen für die Menge menschlicher Zellen festzulegen und große Unsicherheitsbereiche zu identifizieren. So sei bisher angenommen worden, es gebe etwa 500 Milliarden Lymphozyten, die zu den weißen Blutkörperchen gehören; nach dieser Studie sind es eher zwei Billionen Lymphozyten, also das Vierfache. "Wir erwarten auch, dass diese Daten zum Verständnis des Proteingehalts und -umsatzes, der Dosimetrie, der Entwicklung von Therapeutika und als Basisreferenz für die Zellbiologie beitragen können", heißt es in der Studie.
Quelle: ntv.de, Stefan Parsch, dpa
