(Dr Axel Petzold) Vor Tausenden von Jahren begann in der Nähe des heutigen britischen Dorfes Heslington der Körper eines Mannes zu verwesen. Fleisch und Organe wurden zu Schlamm. Haare verwandelten sich in Staub. Am Ende blieben Knochen übrig und auf mysteriöse Weise auch ein kleines Stück seines Gehirns.
Nach monatelanger geduldiger Untersuchung der Proteine des Gewebes hat ein internationales Forscherteam endlich Hinweise auf diese bemerkenswerte Konservierung gefunden, die uns helfen könnten, besser zu verstehen, wie gesunde (und ungesunde) Gehirne tatsächlich funktionieren.
Die Entdeckung von 2008 des Heslington-Gehirns – eines der ältesten Exemplare menschlichen Nervengewebes, das jemals in Großbritannien entdeckt wurde – stellte die Forscher vor ein schwieriges Rätsel, das es zu lösen galt.
Innerhalb weniger Augenblicke nach einem typischen Tod beginnt das Gehirngewebe zu zerfallen. Im Vergleich zu anderen Körperteilen erfolgt dieser Zerfall besonders schnell, wobei verschiedene Proteine an der Zerstörung der zellulären Infrastruktur beteiligt sind.
Als Archäologen in einen schlammverkrusteten Schädel schauten, der aus einer Ausgrabungsstätte aus der Eisenzeit stammte, waren sie verständlicherweise schockiert, als sie die verwelkten Überreste von etwas sahen, das wie ein Stück erkennbares menschliches Gehirn aussah.
Laut Kohlenstoffdatierung tat der Mann mittleren Alters seinen letzten Atemzug irgendwo zwischen 673 und 482 v. Chr., höchstwahrscheinlich als Folge eines Wirbelsäulenbruchs – wie man ihn nach einer Erhängung bekommt.
Wer genau er war oder warum er starb, wird wahrscheinlich nie bekannt werden. Irgendwann nach seiner mutmaßlichen Hinrichtung wurde der abgetrennte Kopf des Opfers jedoch in eine Grube geworfen, wo er von einem feinkörnigen Sediment umgeben war.
Weichteile können oft erhalten bleiben, wenn sie vorhanden sind getrocknet , gefroren , oder in einem aufbewahrt anaerobe, saure Umgebung .
Was im Fall des Heslington-Schädels besonders seltsam ist, ist die fehlende Erhaltung aller anderen Körperteile, einschließlich der Haare.
Dem Anschein nach sieht das feste, tofuartige Material aus wie ein karamellisiertes Stück menschlicher Großhirnrinde, nur ist es 80 Prozent kleiner als das Gehirn eines erwachsenen Menschen.
Das Heslington-Gehirn. (Dr. Axel Petzold)
Um herauszufinden, was das verbleibende organische Material so besonders macht, haben die Forscher die Natur seiner Proteine genauer untersucht.
Im Gegensatz zu den meisten Organen muss das Gehirn auf zellulärer Ebene gut unterstützt werden, um funktionieren zu können und die Verbindungen innerhalb des komplexen Geflechts der Neuronen und ihrer langen Körper aufrechtzuerhalten.
Eine Matrix aus Zwischenfilamenten (IFs) übernimmt diese Aufgabe in lebenden Gehirnen, und es scheint, dass sie unter den richtigen Umständen noch lange nach der Zerkleinerung der Zellen zu molekularer Asche eine gewisse Integrität bewahren können.
Aufgrund verschiedener pathologischer Studien wissen wir bereits einiges über diese IFs. Verschiedene Zelltypen haben ihre eigenen Filamenttypen, und diese Besonderheit hat die Forschung zur Entdeckung von Biomarkern für neurologische Erkrankungen angezogen.
Im Fall des Heslington-Gehirns entdeckte die Mikroskopie Geflechte aus IFs, die den langen Axonfäden eines lebenden Gehirns ähnelten, nur kürzer und schmaler Antikörper Marker, die mit Axonproteinen übereinstimmten, bestätigten, dass sie einst die langen Neuronenschwänze beherbergten.
Eine weitere Analyse mit spezifischen Antikörpermarkern ergab eine unverhältnismäßig große Anzahl neuronaler Strukturen „Helferzellen“ wie Astrozyten , da weniger Proteine das denkende Gewebe der grauen Substanz markieren.
Es würde nie einfach sein, herauszufinden, warum gerade diese speziellen Astrozyten-IFs nicht dem üblichen Weg des Verfalls folgten.
Es gab keine Anzeichen der konservierenden Tannine, die oft in britischen Moorleichen vorkommen, und obwohl der pH-Wert der Probe am unteren Ende lag, waren sich die Forscher nicht sicher, ob sie damit den Säuregehalt des Leichengrabes abschätzen könnten.
Darüber hinaus neigen Proteine, die bei relativ warmen Temperaturen verbleiben, dazu, stabile Strukturen zu bilden, und stabile Proteine entfalten sich nicht so leicht wie instabile.
Daher haben die Forscher ein Jahr lang geduldig die langsame Abwicklung und den langsamen Abbau von Proteinen in einer modernen Nervengewebeprobe gemessen und sie mit dem Zerfall im Heslington-Gehirn verglichen.
Die Ergebnisse regten zu Spekulationen über eine Chemikalie an, die in den Monaten nach dem Tod zerstörerische Enzyme namens Proteasen blockiert und es den Proteinen ermöglicht, sich zu stabilen Aggregaten zusammenzuschließen, die auch bei wärmeren Temperaturen bestehen bleiben könnten.
„In ihrer Gesamtheit deuten die Daten darauf hin, dass die Proteasen des alten Gehirns möglicherweise durch eine unbekannte Verbindung gehemmt wurden, die von der Außenseite des Gehirns in die tieferen Strukturen diffundiert war.“ schreiben sie in ihrem Bericht .
Es scheint klar zu sein, dass das Gehirn dieses armen Kerls aus der Eisenzeit nichts Besonderes war. Vielmehr könnte etwas in der Umgebung die chemischen Prozesse gehemmt haben, die normalerweise die Proteinfilamente abbauen würden, die für die Unterstützung der Astrozyten aus der „weißen Substanz“ des Gehirns verantwortlich sind, zumindest lange genug, damit sie zu einer robusteren Form verklumpen können.
Wenn man nur diese unglaublich einzigartige Stichprobe untersucht, ist es natürlich schwierig, eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen.
Aber selbst wenn sich herausstellt, dass der vorgeschlagene „unbekannte Blocker“ ein Ablenkungsmanöver ist, könnten Untersuchungen zur Art und Weise, wie IFs stabile Aggregate bilden, Modelle liefern, die erklären, wie zerstörerische Plaques in unserem Gehirn entstehen.
Und mit möglichen Eiweißresten von Zeit zu Zeit in Fossilien gefunden , wäre es gut, ein fundiertes Verständnis davon zu haben, wie sie sich „entfalten“ könnten, um ihre ursprünglichen Strukturen abzuleiten.
Das seltsame Gehirn aus Heslington hat uns noch einiges beizubringen.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Schnittstelle (Link zum Zeitpunkt der Veröffentlichung unten) .