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Säure im Körper

02.11.1999 - (idw) Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Sanfte Sonde für die Säure im Körper

Eine Gadolinium-Verbindung könnte Medizinern
bei der Tumor-Diagnose und Sportwissenschaftlern
bei ihrer Forschung helfen


In den Körper zu schauen, ohne ihn dazu öffnen zu müssen, ist für Mediziner
schon lange kein unerfüllbarer Traum mehr. Auch den Säuregehalt des Bluts
wird man vielleicht bald berührungslos ermitteln können: ohne Blutprobe und
direkt am Ort der Erkrankung. Darauf hoffen lässt zumindest eine Entdeckung
von Dean Sherry, der in Dallas, USA, an der Universität von Texas forscht:
Er und seine Mitarbeiter fanden eine Substanz, die den Kontrast von
"Kernspin-Aufnahmen" in Abhängigkeit vom Säuregehalt des Bluts ändert.

Chemiker und Mediziner beschreiben den Säuregehalt des Bluts durch den
sogenannten pH-Wert: Er gibt die Konzentration der Säuren in einer
Flüssigkeit an. Auch Blut enthält Säuren; gewöhnlich liegt der pH-Wert des
Lebenssafts im neutralen Bereich, bei körperlicher Anstrengung verändert er
sich jedoch, da der Körper dann mehr Säuren produziert. Auch Tumore können
sich wegen ihres stark angekurbelten Stoffwechsels durch einen von der Norm
abweichenden pH-Wert verraten.

Wie kann ein Kernspintomograph die Säurekonzentration im Körper ermitteln?
Stark vereinfacht gesprochen mißt ein solches Gerät, wieviel Wassermoleküle
ein Gewebe enthält. Dazu registriert es, wieviel Energie nötig ist, um die
magnetischen Atomkerne des Wassers, die sich in einem starken äußeren
Magnetfeld ausrichten, gegen die Feldrichtung zu drehen. Neben diesem
Umklappvorgang kann ein Kernspintomograph allerdings auch registrieren, wie
schnell ein derart umgeklappter Atomkern wieder in seine Ausgangslage
zurückschwingt.

Hier setzen Sherry und seine Kollegen mit einer Verbindung des Metalls
Gadolinium an: Das Metallatom im Innern dieses Moleküls umgibt sich gerne
mit Wasserteilchen und bringt ihre Atomkerne dazu, im Magnetfeld schneller
wieder in ihre Ausgangslage zurückzuklappen. Indem Sherry und seine
Mitarbeiter das Gadolinium mit einer speziellen Hülle aus weiteren
Molekülen umgeben, erreichen sie, dass die Wasserteilchen umso länger
festgehalten werden, je höher der Säuregehalt der Lösung ist, die die
Forscher untersuchen; außerdem tauschen die gebundenen Wassermoleküle ihre
Wasserstoffatome mit denen umgebender Wasserteilchen in Abhängigkeit vom
pH-Wert aus. Die Folge: je weniger Säure vorhanden ist, desto schneller
klappen die Atomkerne des Wassers in ihre Ausgangslage zurück, und desto
dunkler wird der entsprechende Bildpunkt auf dem Monitor. Je nach Gestalt
der Hüllenmoleküle kann Sherry sein Kontrastmittel sogar auf verschiedene
pH-Bereiche trimmen.

Kontakt:
Prof. Dr. A.D. Sherry
Department of Chemistry
University of Texas at Dallas
P.O. Box 830688
Richardson
TX 75083-0688 (USA)
Fax: (+1) 972-883-2925
E-mail: sherry@utdallas.edu


Quelle: Angewandte Chemie 1999, 111 (21), 3382 - 3384
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