Finder man frem til, hvordan cellerne i fuglens nethinde kan undvære ilt, har man måske fat i en mekanisme, der kan hjælpe tusindvis af kredsløbspatienter.

På Aarhus Universitet sidder en forskningsgruppe derfor og undersøger, hvordan fuglens nervevæv fungerer under forhold, som minder om det, der sker ved blodpropper hos mennesker. 

I spidsen for projektet er Christian Damsgaard, der er adjunkt ved Sektion for Zoofysiologi på Institut for Biologi, Aarhus Universitet. Han forklarer, at fuglens nethinde er interessant, fordi det er unikt, at væv kan undvære ilt.

”Normalt kan celler kun tåle iltmangel i få minutter, men fuglens nethinde kan klare sig helt uden gennem hele livet. Det er fundamentalt anderledes end alt andet, vi kender til fra andre væv i dyreriget,” siger han.

Tolerancen overfor iltmangel er relevant i en biomedicinsk sammenhæng, fordi man i en række forskellige kredsløbssygdomme har reduceret blodgennemstrømning.

Patienten får mindre ilt til vævet og CO₂ og mælkesyre ophobes, som tilsammen gør at vævet degenererer – dét som ikke sker hos fuglen.

”Naturen har derfor løst en fysiologisk problemstilling i fuglene, som ikke er til stede i mennesker. Vi prøver at forstå evolutionen i håb om at finde en løsning på noget, der ultimativt gør os syge,” forklarer Christian Damsgaard.

Giver ingen fysiologisk mening

Nethinden øjet hos en fugl er gennemsigtigt, så blodbanerne ikke blokerer lysindfaldet. Det er et resultat af et stort, evolutionært pres på fuglenes syn for mange millioner år siden, forklarer Christian Damsgaard.

Uden blodkar i øjet kan fuglen nemlig bedre absorbere lyset og dermed både se og jage bedre. Den kan også bedre orientere sig og dermed undgå at blive spist af andre dyr.

Lige nu prøver forskerne at forstå, hvordan nethindecellerne kan suge næringsstoffer til sig uden blodbaner og uden ilt – og hvordan cellerne fordeler næringsstofferne mellem sig.

”Det er et højmetabolisk væv, der har brug for en masse energi, men der er samtidig ingen ilt til stede. Det giver fysiologisk ikke mening. Oveni det sker, er der også en stor forsuring af mælkesyre, uden at cellerne går til, hvilket vi også er meget optagede af at forstå,” siger Christian Damsgaard.

Først mus, så mennesker

At fuglens nethinde mangler blodkar, har man længe vidst – men det var først for nylig, at forskerne fra Aarhus Universitet opdagede, at der heller ikke var ilt til stede.

Det skaber grundlaget for den nuværende forskning, som fortsat er på celleniveau, og dermed i sin spæde start. Næste skridt vil være forsøg med at kopiere nogle af de cellulære tilpasninger, som eksisterer i nethinden, for at se, om man kan overføre dem i en menneskecelle.

Ved at genmodificere menneskecellen kan man undersøge, om man kan få den til at tolerere mindre ilt, ligesom fuglene.

”Hvis vi finder frem til, at det fx er et bestemt protein, der varetager tolerancen for et lavt niveau af ilt, kan vi forsøge at stimulere udtrykket af det i en menneskecelle,” forklarer Christian Damsgaard.

Skridtet herefter bliver forsøg på mus, men det er først mange år ude i fremtiden, at en potentiel behandlingsmetode kan testes på mennesker. Christian Damsgaard spår, at der kan gå årtier.

”Mangel på ilt er en del af rigtig mange forskellige typer af sygdomme, og især kredsløbssygdomme, så hvis man kan finde metoder, der kan forbedre forholdene for patienterne, vil det være en rigtig stort,” siger han.

Fisken kan klare 10 gange så meget ilt

Foruden fuglen, kigger Christian Damsgaard og hans forskningskollegaer også på fiskens øjne.

For mens fuglen har nøglen til at forstå, hvordan man kan hjælpe patienter med en blodprop, har fisken nøglen til, hvordan man hjælper patienten efter en blodprop.

”Fiskene har en iltkirtel bag øjet, der kan tage ilten fra røde blodceller og hive den ud, så iltniveauet stiger helt ekstremt bag øjet,” forklarer Christian Damsgaard:

”Det driver diffusionen af ilt gennem nethinden på fisken, og det betyder, at iltniveauerne er 10 gange højere end alle andre celler, man kender.”

Når en blodprop i mennesker bliver behandlet og løsnet, strømmer en stor mængde ilt ind til cellerne, som i en periode ikke har haft adgang til særlig meget ilt.

Det er et problem, for det skaber reaktive iltforbindelser, der ødelægger cellerne i kroppen, forklarer Christian Damsgaard.

Cellerne i fiskens nethinde lever konstant under forhold, hvor der er 10 gange så meget ilt, og derfor undersøger forskerne, hvilke forsvarsmekanismer fisken har udviklet, siden den kan klare så ekstremt høje niveauer – uden at tage skade af det.

”Jo mere ilt, jo flere reaktive iltforbindelser laver cellerne - og de er skadelige, i både fisk og mennesker,” siger Christian Damsgaard:

”Men fisken har udviklet en mekanisme, der gør, at den ikke får vævsskader ved høje mængder ilt. Hvis vi finder frem til det, kan vi potentielt hjælpe patienter efter behandling for en blodprop.”

Fuglens og fiskens nethinder er derfor begge meget unikke og har udviklet sig evolutionært til at kunnet klare sig under ekstreme forhold. Det håber forskningsgruppen på Aarhus Universitet at kunne lære noget af.