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Sinne: Haarige Angelegenheit

In welchem Sinnesorgan spielen Flimmerhärchen eine Rolle? Im Ohr, lautet wohl die häufigste Antwort - und das nicht zu Unrecht. Doch die feinen Wimpern helfen auch noch anderen Sinnen auf die Sprünge.
Wir sind behaart – der eine mehr, der andere weniger. Es sprießt am Kopf, an Beinen, aus der Nase und bisweilen auch an Brust und Nacken. Doch verborgen vor unseren Blicken ist auch unser Inneres von Scharen winziger Borsten bedeckt. Es handelt sich hier allerdings nicht um die uns so vertrauten Gebilde aus Horn, sondern um mikroskopisch kleine, teils bewegliche Zellfortsätze. Sie schmücken ungewöhnliche Orte, wie Lunge, Niere, Innenohr, Gehirn und sogar die Hornhaut unserer Augen.

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Zilienschlag | Die Bewegung einer Zilie ähnelt der Armbewegung beim Brustschwimmen. Auf einem Pantoffeltierchen sitzt ein ganzes Meer dieser Wimpern.
Lange Zeit hielt man die auch als Zilien bekannten Flimmerhärchen für nutzlos. Doch – wie man später herausfand – sind sie enorm wichtig für die Entwicklung und Funktion vieler Organe. Durch ihre peitschenförmige Bewegung sorgen sie beispielsweise dafür, dass Schmutzpartikel aus den Atemwegen und Eizellen durch die Eileiter befördert werden.

Auch als Bauteil einiger Sinnesorgane sind die kleinen Wimpern bekannt. So ist zum Beispiel unser Innenohr mit so genannten Stereozilien ausgekleidet: Werden sie durch Schall gekrümmt, hören wir Töne. Bringt eine turbulente Schifffahrt die Flüssigkeit in unserem Gleichgewichtsorgan in Schwung, melden diese Zellfortsätze den Seegang an das Gehirn. Sogar beim Riechen und Sehen spielen die Härchen eine Rolle.

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Zilie an sensorischer Nevenzelle | Zilien (helle rote Linie) an sensorischen Neuronen sind essenziell für unseren Tastsinn.
Menschen mit dem so genannten Bardet-Biedl-Syndrom (BBS) – einem erblichen Ziliendefekt – sind häufig seh- und hörbehindert, und auch ihre Geruchswahrnehmung kann eingeschränkt sein. Geschmacks- und Tastsinn bliebe den Patienten aber erhalten, so die verbreitete Einschätzung. Doch nun haben Nicholas Katsanis und sein Team von der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore entdeckt, dass fehlerhafte Flimmerhärchen auch die taktile Wahrnehmung beeinträchtigen können.

Die Wissenschaftler hatten Mäuse mit BBS gezüchtet und untersucht, wie die Tiere auf Hitze und Druck reagierten. Dazu tauchten sie die Schwänze in warmes Wasser oder drückten auf die Hinterpfoten und prüften, wie schnell die Tiere den Reizen auswichen. Und in der Tat: Die Tiere antworteten stark verzögert.

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Nervenzelle mit Zilie | Diese Elektronenmikroskop-Aufnahme zeigt eine Nervenzelle mit einer Zilie, die als Dorn in der Mitte des Bildes zu sehen ist.
Die Mäuse nehmen Hitze und Druck erst verspätet wahr, vermuten die Forscher. Ohne intakte Zilien scheinen die sensorischen Nervenzellen in der Haut nicht adäquat auf derartige Reize zu reagieren. Doch da bis dato an solchen Neuronen noch nie Flimmerhärchen gesichtet worden waren, machten sich die Wissenschaftler auf die Suche nach den kleinen Borsten.

Und sie wurden fündig: Die Sinneszellen in der Mäusehaut hatten tatsächlich Härchen. Außerdem offenbarte der Blick durch das Mikroskop, dass bestimmte thermo- und mechanosensible Ionenkanäle in den Zellmembranen der sensorischen Neuronen von BBS-Mäusen nicht korrekt verteilt waren. Vermutlich spielen die Zilien eine Rolle bei der Positionierung dieser Kanäle und anderer Komponenten, die für den Tastsinn essenziell sind, folgern die Forscher.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler stellen das Störungsbild des Bardet-Biedl-Syndroms in ein völlig neues Licht: Den Patienten "werden häufig mentale Störungen oder Autismus zugeschrieben, weil sie verzögert reagieren", betont Katsanis. "Jetzt scheint es aber, dass viele Aspekte ihrer geistigen Fähigkeit völlig intakt sind. Sie sind nur langsam, weil sie Dinge nicht so wahrnehmen können wie andere."

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