Stammzellen

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 8. März 2024
Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Stammzellen gelten als Vorläufer der Körperzellen und können sich fast endlos teilen. Aus ihnen entwickeln sich die verschiedensten Zellarten.

Inhaltsverzeichnis

Was sind die Stammzellen?

Stammzellen besitzen die Fähigkeit, so genannte Tochterzellen zu bilden. Auch diese besitzen die Eigenschaften einer Stammzelle.
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Bei einer Stammzelle handelt es sich um eine Körperzelle, die im Organismus noch keine Funktion hat. Aus diesem Grund haben sie die Fähigkeit, sich zu den unterschiedlichsten Zelltypen entwickeln zu können (z. B. Nervenzellen, Herzzellen, Blutzellen).

Stammzellen sind somit pluripotent und spielen in der regenerativen Medizin deshalb eine besondere Rolle. Man kann auch sagen, dass es sich um eine Form der Ursprungszelle handelt, da sich eine Stammzelle unbegrenzt vermehren kann. Bei dieser Zellenform erfolgt eine Unterteilung in embryonale und adulte Stammzellen.

Anatomie & Aufbau

Wie es der Name schon sagt, kommen embryonale Stammzellen nur im Entwicklungsstadium eines Embryos vor. Sie sind noch nicht spezialisiert, weshalb sie als totipotent bezeichnet werden. Das bedeutet, dass sich aus einer Zelle ein vollständiger Organismus entwickeln kann.

Bei adulten Stammzellen handelt es sich hingegen um Zellen, die sich nach der Geburt im menschlichen Körper befinden. Sie sind, verglichen mit embryonalen Stammzellen, nur noch multipotent und bilden nur noch bestimmte Typen von Zellen. Zu den adulten Stammzellen gehören unter anderem Zellen, die sich im menschlichen Knochenmark befinden und hier die lebensnotwendigen Blutkörperchen nachbilden. Weiterhin konnten auch in der Leber Stammzellen nachgewiesen werden. Sie sorgen hier dafür, dass bei Schäden ein Austausch der abgestorbenen Zellen erfolgt.

Die wohl bekannteste Reparaturfunktion, an der Zellen beteiligt sind, ist die Heilung der Haut nach oberflächlichen Abschürfungen. Aus adulten Stammzellen kann sich grundsätzlich kein vollständiger Organismus mehr entwickeln. Aus Stammzellen können im Labor mit Hilfe von Nährlösungen bestimmte Zelltypen gezüchtet werden.

Funktion & Aufgaben

Stammzellen besitzen die Fähigkeit, so genannte Tochterzellen zu bilden. Auch diese besitzen die Eigenschaften einer Stammzelle. Ermöglicht wird dies durch die asymmetrische Zellteilung, die jedoch von der Wissenschaft bislang nicht vollständig geklärt ist. Zu welchen Zellen sich Stammzellen letztlich entwickeln, liegt an dem biologischen Bereich, in dem sie zu finden sind.

Vor allem bei der Blutbildung haben Stammzellen eine wichtige Bedeutung. Aus ihnen entstehen in mehreren Schritten rote und weiße Blutkörperchen und auch Blutplättchen. Sie tragen also zur Erneuerung, Reparatur und zum Wachstum der Strukturen des menschlichen Körpers bei.

Verwendung finden Stammzellen vor allem bei der Behandlung von Krankheiten. Sie sorgen dafür, dass ein Austausch oder eine Wiederherstellung von beschädigtem oder auch verlorenem Gewebe erfolgen kann. Seit nunmehr 40 Jahren werden sie bei der Heilung bestimmter Krankheiten eingesetzt. Die Behandlung unter Zuhilfenahme von Stammzellen trägt dazu bei, dass nicht nur die Symptome bestimmter Krankheiten bekämpft werden, sondern dass die Schäden im Körper auf Dauer eine Regeneration erfahren.

Embryonale Stammzellen dürfen in Deutschland per Gesetz weder gewonnen noch verwendet werden, da Embryonen hierfür zerstört werden müssen. Auch die Stammzellforschung ist nur möglich, wenn sehr strenge Auflagen erfüllt werden. Mittels bestimmter Eingriffe (z.B. Knochenmarkpunktion bei Knochenmarkspende) lassen sich die adulten Stammzellen gewinnen. Für den Patienten ist dieser Vorgang jedoch schmerzhaft und auch mit Risiken verbunden.

Es besteht seit einigen Jahren auch die Möglichkeit, dass Stammzellen direkt nach der Entbindung aus dem Blut der Nabelschnur gewonnen werden. Da sie in ihrer Entwicklung genau zwischen embryonalen und adulten Stammzellen stehen, bringen sie einige positive Eigenschaften mit sich. Für das neugeborene Kind ist die Entnahme schmerzfrei und ohne Risiken. Die Verwendung von Stammzellen aus Nabelschnurblut nimmt inzwischen weltweit kontinuierlich zu. Viele Eltern wollen für ihr Kind oder auch anonym die Stammzellen aus dem Nabelschnurblut einfrieren lassen.

Krankheiten

Die wahrscheinlich bekannteste Erkrankung der so genannten blutbildenden Stammzellen ist Leukämie. Die Lebensdauer von Blutzellen ist begrenzt, weshalb der Körper sie immer wieder neu produzieren muss. Kommt es nun in den entsprechenden Stammzellen zu einer genetischen Veränderung, dann gelangen immer mehr funktionsuntüchtige weiße Blutkörperchen in den Blutkreislauf, wodurch die normalen Bestandteile des Blutes verdrängt werden.

Es kommt dann zu einem Mangel an roten Blutkörperchen, die für den Transport des Sauerstoffs zuständig sind. Eine Anämie entsteht, die dann im Organismus zum Sauerstoffmangel führt. Bei der Leukämie sind zu wenig blutungsstillende Thrombozyten vorhanden. Die Blutungsneigung steigt und da funktionstüchtige weiße Blutkörperchen fehlen, steigt die Anfälligkeit für Infektionen. Die Medizin unterscheidet dabei zwischen der akuten und der chronischen Leukämie. Beiden Typen dieser Erkrankung kann nicht vorgebeugt werden. Bei der Behandlung von Leukämie kommen die adulten blutbildenden Stammzellen zum Einsatz, auch nach Chemotherapien oder Bestrahlungen tragen sie dazu bei, dass sich das geschädigte Knochenmark regenerieren kann.

Im Zusammenhang mit dem Thema „Stammzellen“ sollte auch das Stammzellgesetz genannt werden. Es dient dazu, ungeborenes Leben zu schützen. In ihm sind Regelungen getroffen, welche Umstände es in Deutschland ermöglichen, an embryonalen Stammzellen zu forschen. Für die Gewinnung von embryonalen Stammzellen ist es notwendig, geklonte oder auch durch künstliche Befruchtung entstandene Embryonen zu töten.

Durch das Embryonen-Schutz-Gesetz ist diese Vorgehensweise in Deutschland verboten. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es jedoch möglich, dass embryonale Stammzellen aus abgetriebenen Föten zu Forschungszwecken importiert werden. Die Erfüllung der Voraussetzungen der strengen Vorgaben des Stammzellgesetzes werden durch die „Zentrale Ethikkommission“ geprüft und bewertet. Das Robert-Koch-Institut (kurz: RKI) gilt dabei als zuständige Genehmigungsbehörde. Nur mit dessen Zustimmung können embryonale Stammzellen aus dem Ausland eingeführt werden.


Typische & häufige Erkrankungen des Blutes & der Erythrozyten

Quellen

  • Kreuzer, K. A.: Referenz Hämatologie. Thieme, Stuttgart 2018
  • Lohr, M., Keppler, B. (Hrsg.): Innere Medizin – Kompendium für Studium und Klinik. Urban & Fischer, München 2005
  • Plattner, H., Hentschel, J.: Zellbiologie. Thieme, Stuttgart 2017

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