Zellbiologie
Nanostrukturierte Monomolekulare Schichten an der Luft-Wasser-Grenzfläche (02)
Es gibt jedoch eine physiologische Monoschicht aus Lipiden und Proteinen mit biologischer Funktion, der
unser besonderes wissenschaftliches Interesse gilt: dem sog.Lungensurfactant. Hierbei handelt es sich um einen
Oberflächenfilm, der in der Lunge den alveolaren Innenraum belegt. Dieser Oberflächenfilm reduziert
die Grenzflächenspannung und macht so den Atemprozess erst energetisch möglich. Beim
Ein- bzw. Ausatmen muss dieser Oberflächenfilm komprimiert bzw. expandiert werden, wobei die
Grenzflächenspannung konstant gehalten werden sollte. Dies ist durch eine spezielle chemische
Nanostrukturierung erreicht, durch die der Oberflächenfilm unter Kompression in die dritte Dimension
entweicht und unter Expansion reversibel an die Oberfläche zurückspreitet. Dabei wird durch eine
lokale chemische Umorganisation der molekularen Zusammensetzung des Films die Oberflächenspannung
konstant gehalten. An biologischen Oberflächenfilmen aus Lungenmaterial von Tieren, die einen
Fettsäurestoffwechseldefekt haben, konnten wir zeigen, das die von uns beobachtete
Domänenstruktur auch eine biologische Relevanz besitzt. Bei defizienten Tieren traten die typischen
Strukturen nicht auf. Behandelt man die Tiere mit einem entsprechenden Medikament, so wird die
biophysikalische Eigenschaft des “gesunden“ Surfactant-Materials regeneriert.
