Das ist etwas anders als bei meinem üblichen Blogpost. Es ist eine Reflexion über die Entwicklung des Säugetierohrs, die aus der Zeit stammt, als Säugetiere und Vögel in verschiedenen Richtungen auf dem Entwicklungsbaum abzogen. Es wurde für ein Wissenschaftsjournal geschrieben, das entschied, es nicht zu veröffentlichen, weil es eher ein Aufsatz als ein berichteter Artikel ist. Aber einige Leser könnten genauso interessiert sein wie ich, um diesen Zusammenfluss von Ereignissen zu sehen.
Fügen Sie noch ein Hörproblem der Tatsache hinzu, dass vor 300 Millionen Jahren, als sich Säugetiere von Vögeln trennten, Vögel in gewisser Weise das bessere Geschäft bekamen. Menschen zahlen heute den Preis in einer Anfälligkeit für irreversiblen Hörverlust.
Wir wissen seit etwa einem Jahrzehnt, dass Vögel wie Fische Haarzellen regenerieren können, die winzigen empfindlichen Zellen im Innenohr, die für die Übertragung von Schallsignalen auf das Gehirn unerlässlich sind. Was braucht es, um einen Vogel zu betäuben? Vielleicht eine Kollision mit einem gläsernen Wolkenkratzer, ein Gewirr mit einem Habicht, ein Laborant, der die Haarzellen des Vogels absichtlich zerstört.
Die Zellen sind jedoch geschädigt, sie regenerieren sich innerhalb weniger Tage und der taube Vogel kann wieder so gut hören wie vor dem Schaden. Es kann immer und immer wieder passieren. Nicht so bei Säugetieren. Sobald ein Säugetier aufgrund von Schäden im Innenohr sein Gehör verliert, ist es dauerhaft.
Abigail Tucker und seine Kollegen vom Kings College London haben nun herausgefunden, dass die Menschen auch am Mittelohr am kurzen Ende dieser evolutionären Divergenz herausgekommen sind. Menschen neigen anfälliger als Vögel oder Reptilien zu Ohrinfektionen, insbesondere zu "Leimohr", einem Aufbau von Flüssigkeit im Mittelohr, der bei Kindern zu chronischen Ohrenproblemen führen kann.
Wenn menschliche Ohren dazu verleitet werden könnten, Haarzellen zu regenerieren, wäre dies ein potenzielles Heilmittel für die Hunderte von Millionen von Menschen auf der Welt, die durch Lärm, schädliche Medikamente, Krankheiten und hohes Alter an Schwerhörigkeit leiden. Wenn das Mittelohr dazu gebracht werden könnte, die Art seiner Auskleidung zu verändern, würde es weit weniger Ohrinfektionen, einschließlich Otitis media, bedeuten, was eine Hauptursache für Hörverlust bei Kindern ist, insbesondere in Entwicklungsländern.
Der Versuch, herauszufinden, wie Vögel und Fische die Haarzellen wiederherstellen und dann den Prozess im Menschen wiederholen, hat Dutzende von Forschern an Universitäten rund um die Welt während des letzten Jahrzehnts beschäftigt. Im Jahr 2010 kündigte Stefan Heller, Stanford, einen großen Durchbruch, wenn er Haarzellen in einem Säugetier (eine Maus) mit Stammzelltherapie regenerieren konnte. An der Universität von Washington haben Ed Rubel und seine Kollegen erfolgreich neue funktionierende Haarzellen in einem Säugetier mit Stammzelltherapie hergestellt. Es ist ein langer Weg von der Maus zum Menschen, aber die ersten Schritte wurden unternommen.
Was haben Säugetiere bei diesem evolutionären Ausgleich erreicht? Vögel haben viel mehr Haarzellen als Säugetiere, und sie bedecken eine größere Region des Innenohrs in ordentlich organisierten Mustern. Menschen Haarzellen sind in vier Reihen angeordnet, wie Soldaten in der Aufmerksamkeit stehen. Menschliche Haarzellen sind hochspezialisiert und verbinden sich mit spezifischen Frequenzrezeptoren, was zu einem besseren Hörvermögen in einem breiten Spektrum, einschließlich Hochfrequenzhören, führt – wichtig für das Verständnis von Sprache.
Was das Mittelohr anbetrifft, war der Kompromiss auch ein Gewinn an Hörschärfe. Das Säugetier-Mittelohr enthält drei Knochen: den Malleus, den Amboss und den Steigbügel (der kleinste Knochen im Körper). Diese drei verbundenen Knochen sitzen in einem luftgefüllten Hohlraum, der es ihnen ermöglicht, Vibrationen vom Trommelfell aufzunehmen. Vom Hammer über den Amboss bis hin zum Steigbügel werden die Vibrationen durch das ovale Fenster zum Innenohr geleitet. Die Knochen geben den Schallwellen einen zusätzlichen Schub, möglicherweise (einige denken), die auch eine bessere Verstärkung des Klangs bieten.
Die Haarzellen im Innenohr nehmen das Signal auf und übertragen es über eine Reihe von Schritten über den Hörnerv zum Gehirn, das es als Geräusch hört: Sprache oder Donner oder ein Hundegebell. Wenn Schäden im Mittelohr auftreten, erreichen die Vibrationen niemals das Innenohr.
Aber was ist der Schuldige, der diese klebrige Flüssigkeit bei Säugetieren aufbauen lässt, aber nicht bei Vögeln oder Reptilien? Es geht auf diese evolutionäre Spaltung zurück. Vogel- und Reptilienohren haben nur einen Knochen, der den Schall vom Trommelfell zum Innenohr überträgt. Im Ohr des Säugetiers sitzen die drei Knochen in einem Hohlraum, der mit zwei verschiedenen Arten von Zellen ausgekleidet ist, von denen einige mit denen in der Eustachischen Röhre und einige mit dem Neuralrohr verwandt sind. Die Zellen aus der Eustachischen Röhre sind behaart und helfen, Trümmer aus dem Ohr zu entfernen. Die Zellen aus dem Neuralrohr sind glatt, so dass der Teil des Mittelohrs anfällig für Infektionen ist.
Dr. Tucker vermutet, dass sich die "fehlerhafte" Zellauskleidung entwickelt haben könnte, um Platz für den Malleus, den Amboss und den Stapes zu schaffen. Der glatte Teil des Futters ist ein "evolutionärer Glitch", wie sie es ausdrückte, und "schafft keine effektive Barriere gegen Infektionen." (Die Umstrukturierung des Innenohrs hatte die Folge, dass ein Kiefergelenk entstand, das frühe Säugetiere erlaubte etwas zu kauen, was bei Reptilien und Vögeln nicht möglich ist. Dies hätte ihnen erlaubt, eine große Vielfalt an Nahrungsmitteln zu essen.
Auf Kosten einer größeren Neigung zu Mittelohrentzündungen haben die Säugetiere eine bessere Schallleitung (sowie eine effizientere Anordnung der Zähne) erreicht. Und auf Kosten der Fähigkeit, Haarzellen zu regenerieren, erlangten Säugetiere ein besseres Hochfrequenzhören.
Die meisten Säugetiere müssen nur den Kompromiss akzeptieren, aber die Menschen nicht. Wir wissen, wie Mittelohrentzündungen zu behandeln sind, und bald werden wir wissen, wie man Haarzellen regeneriert. Es ist eine Win-Win-Situation.
