Die Leber


Die Leber ist das zentrale Organ des gesamten Stoffwechsels und die größte Drüse des Körpers. Ihre wichtigsten Aufgaben sind
  • die Blutbildung (Synthese von Albumin und Gerinnungsfaktoren)
  • die Versorgung des Körpers mit Nährstoffen (Aufrechterhaltung der Glucosehomöostase) und
  • der Abbau und die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten, Medikamenten und Giftstoffen (Harnstoffzyklus, Gallebildung, Biotransformationsreaktionen).

Der Hepatozyt


Die Stoffwechselfunktionen der Leber werden im Wesentlichen durch die Hepatozyten, auch Leberzellen oder Leberparenchymzellen genannt, durchgeführt. Die Hepatozyten machen etwa 80% der Leberzellmasse aus und sind metabolisch sehr aktiv.
Die Funktionsweise der Leber und ihrer Zellen wird seit vielen Jahren experimentell untersucht. Dabei wurden unterschiedliche Modellsysteme entwickelt und eingesetzt, von denen die primäre Hepatozytenkultur das bei weitem wichtigste und am häufigsten benutzte Modellsystem ist.
Hepatozytenkulturen werden insbesondere in der biochemischen, biologischen und pharmakologisch-toxikologischen Forschung eingesetzt.
Am häufigsten werden Leberzellkulturen von Ratten verwendet. Weil es zwischen dem Menschen und den einzelnen Tierarten aber Spezies-spezifische Unterschiede in einigen Stoffwechselparametern und insbesondere beim Abbau von Fremdstoffen gibt, werden auch Leberzellkulturen anderer Tiere und Leberzellkulturen vom Menschen eingesetzt.
Insbesondere Leberzellkulturen von Mensch und vom Hund können über mehrere Wochen unter Beibehaltung der leberzelltypischen Funktionen kultiviert werden. Sie können die Wirkung von Medikamenten auf den menschlichen Körper häufig viel besser vorhersagen als Tierversuche und stellen somit eine bessere Alternative für die Prüfung von Wirkstoffen und Chemikalien dar.


Modellsysteme zur Analyse von Leberfunktionen


Modellsystem Vorteil Nachteil
Isoliert perfundierte Leber Leber bleibt intakt, spiegelt die in vivo Situation des Tieres am besten wieder Tiermodell, nur Kurzzeitexperimente möglich, nur wenige Parameter können pro Experiment variiert werden
Kultur von Leberschnitten Zelluläre Architektur bleibt erhalten Nur Kurzzeitexperimente möglich, wenige Tage
Hepatozyten Primärkultur Leberzellen bilden Zell-Zell-Kontakte aus Humane Hepatozyten können mehrere Tage bis Wochen funktionsfähig gehalten werden Eingeschränkte Verfügbarkeit bei humanen Zellen
Hepatozyten Suspension Einfach durchzuführen Keine Zell-Zell-Kontakte, Zellen nur wenige Stunden funktional
Zelluläre Fraktionen (Mikrosomen, S9-Fraktion) Einfach zugänglich Nur Teilfunktionen bleiben erhalten
Zelllinien
(HepG2 u. a.)
Einfach zugänglich, leicht zu vermehren Kaum aussagefähig, da viele Leberzellfunktionen verloren gegangen sind


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