| Eisen ist für den menschlichen Körper von entscheidender Bedeutung, da es verschiedene wichtige Prozesse wie den Sauerstofftransport, die mitochondriale Energieerzeugung oder die Myelin- und Neurotransmittersynthese nutzt. Ferner ist Eisen mit vielen neurodegenerativen und entzündlichen Erkrankungen verbunden, bei denen ein veränderter Eisenstoffwechsel eine Rolle spielen kann. Es ist auch bekannt, dass sich während der Alterung des Gehirns Eisen in verschiedenen Regionen ansammelt, die mit Alzheimer und Parkinson assoziiert sind. Ferritin ist das wichtigste Eisenspeicherprotein im menschlichen Körper und befindet sich hauptsächlich in Leber und Milz, aber auch in Herz und Gehirn. Das Ferritinpartikel besteht aus einer Kugelschale aus Ferritinproteinen und einem Eisenkern, der bis zu einigen tausend Eisenatomen einschließt.
Das Ziel dieser Studie war es, die zelluläre und subzelluläre Verteilung von Ferritin bzw. seines Eisenkerns im menschlichen Gehirn in Bezug auf Gesundheit und Krankheit zu untersuchen. Mehr Wissen über die zelluläre Verteilung von Eisen im menschlichen Gehirn kann weitere Einblick in die Mechanik gewähren, die diesen belastenden Krankheiten zugrunde liegt. Elektronenmikroskopie kann die notwendige Auflösung liefern, um Ferritinpartikel im Gehirngewebe zu lokalisieren. Mit der energiegefilterten Transmissionselektronenmikroskopie (EFTEM) kann der Eisenkern der Ferritinpartikel in der Probenscheibe sichtbar gemacht werden. Diese Befunde können mit der durch Massenspektrometrie (MS) der einzelnen Hirnregionen bestimmten Gesamteisenmenge verglichen werden.
In einem ersten Schritt wurde die Probenvorbereitung hinsichtlich einer besseren Erhaltung der Ultrastruktur des Gewebes optimiert, die Anzeichen eines Abbaus durch autolytische Prozesse zeigt. Daher wurde eine neue Herstellungsmethode, die Hybrid-Gefriermethode, etabliert. Im frontalen Cortex konnte durchschnittlich eine Eisenpartikelkonzentration von 55.6 und in der entsprechenden weißen Substanz 16.9 Eisenpartikel pro Kubikmikrometer beobachtet werden. In den Basalganglien wurde eine höhere Menge von 208.7 Eisenpartikeln pro Kubikmikrometer im Putamen bzw. 149.7 im Globus pallidus gefunden. Der mit EFTEM ermittelte Eisenwert der analysierten Hirnregion korreliert mit den Ergebnissen der Massenspektrometrie, wenn nur die Mittelwerte berücksichtigt werden. Eine Korrelation der MS-Ergebnisse mit den EFTEM-Eisenwerten war aufgrund der hohen Fehlerabweichung der Methoden schwierig.
Die Anzahl der untersuchten Proben war zu gering, um relevante Schlussfolgerungen hinsichtlich eines veränderten Eisenstoffwechsels bei Alzheimer zu ziehen. Weitere Untersuchungen mit einer höheren Probengröße, gesunden und erkrankten, sind wichtig, um mehr Wissen über die Verteilung und den Metabolismus von Eisen im menschlichen Gehirn zu erlangen. |
