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Medizin

21. Februar 2019 Schwangerschaft: Plazentare Mechanismen identifiziert

Getarnt als Aminosäure kann das toxische Schwermetall Quecksilber durch die Plazenta in das Blut des Ungeborenen gelangen. Wenig bekannt ist hingegen über den plazentaren Transport des dringend benötigten Elements Eisen, das sowohl bei Schwangeren als auch Ungeborenen oftmals in zu geringen Mengen vorliegt. Aufbauend auf den Methoden und Erfahrungen der Quecksilberstudie erforschen Kremser und Wiener Wissenschaftler nun auch diesen Transportprozess in einem neuen Projekt.
Eine der wichtigsten Funktionen der Plazenta ist der Austausch von Stoffwechselprodukten, Nährstoffen und Gasen zwischen dem Fötus und der Mutter. Dabei gilt es sicherzustellen, dass schädliche Substanzen im Blut der Mutter das ungeborene Leben nicht gefährden. Für Kadmium und Blei gelingt das der Plazenta beispielsweise sehr gut – bei Quecksilber versagt dieser Schutzmechanismus aber. Dieses giftige Schwermetall wird mit erstaunlicher Effizienz aus dem Blut der Mutter in das Kreislaufsystem des Fötus transportiert. Wieso dies passieren kann, wurde bislang nicht genau verstanden, doch vor kurzem gelang es einem Team von Medizinern der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems (KL Krems) und der Medizinischen Universität Wien (MUW), die Gründe dafür nachzuweisen.

Quecksilber: Strukturelle Ähnlichkeit mit Aminosäure

„Im Grunde genommen ist die Ursache ganz simpel“ erläutert die Leiterin der Forschungsgruppe, Prof. Claudia Gundacker. „Quecksilber liegt im Blut in einer solchen Form vor, dass es strukturelle Ähnlichkeit mit einer Aminosäure hat, die aktiv von der Plazenta aus dem mütterlichen Blut aufgenommen wird. Das Quecksilber tarnt und täuscht also.“ Tatsächlich verbindet sich Quecksilber, auch das neurotoxische Methyl-Quecksilber, leicht mit schwefelhaltigen Aminosäuren wie Cystein. Diese Verbindung des Schwermetalls mit Cystein ähnelt einer anderen Aminosäure, dem Methionin, die über einen spezifischen Transportmechanismus der Plazenta (System L) ins Blut des Fötus transportiert wird.

In Zellkulturen, die der in vivo Situation einer Plazenta sehr nahe kommen, konnte das Team um Gundacker nun erstmals zeigen, dass das System L Methylquecksilber tatsächlich wie eine Aminosäure transportiert. Diese Ergebnisse erklären auch die schon früher beobachtete Tatsache, dass Föten eine höhere Quecksilberkonzentration im Blut haben als ihre Mütter. Der Transportmechanismus der Plazenta pumpt quasi das Quecksilber in das Blut des Ungeborenen.

Eisentransport

Die Ergebnisse bestätigen auch die Eignung der vom Team verwendeten Methoden zur Untersuchung der Transportmechanismen der Plazenta. Grund genug, diese Methoden auch für weitere Untersuchungen einzusetzen. Dazu Prof. Hans Salzer von der KL Krems: „Uns interessiert nun auch der Eisentransport in der Plazenta. Im Gegensatz zum Quecksilber braucht der Fötus ja Eisen. Bedauerlicherweise ist aber Eisenmangel selbst in hochentwickelten Ländern bei Schwangeren und auch bei Neugeborenen ein häufiges Problem. Dem können wir nur dann effizient begegnen, wenn wir den Transport besser verstehen.“

Genau das wird in dem gerade begonnen Projekt der Gruppe näher untersucht. Nächstes Ziel ist dabei, die für den Eisentransport in der Plazenta zuständigen Proteine zu identifizieren und deren Funktion in Zellkulturen zu überprüfen. Des Weiteren wird man analysieren, wo genau in der Plazenta diese Proteine vorkommen. In der Folge wird die Gruppe dann auch untersuchen, was der Zusammenhang zwischen der Aktivität dieser Proteine in der Plazenta und dem Eisenstatus von Mutter-Kind-Paaren sein wird. Dazu kann das Team auf 100 Datensätze von gesunden, nicht anämischen Mutter-Kind-Paaren zurückgreifen und so umfassende Erkenntnisse gewinnen.

Vor dem Hintergrund der Wichtigkeit der Plazenta für die Gesundheit ungeborenen Lebens und schwangerer Mütter sind die Wissenslücken über die Transportmechanismen erstaunlich. Die Forschungsgruppe der KL Krems und MUW füllt diese dank der mittlerweile etablierten Methoden und internationalem Know-how nun rasant auf.

Quelle: Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften


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