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Studie zeigt, wie E-Zigaretten dem Gehirn schaden

E-Zigaretten können laut erster Laborversuche offenbar schädliche Auswirkungen auf die Nervenzellen im Gehirn haben. Besonders fatal könnte dies bei Jugendlichen sein, deren Gehirne sich noch in der Entwicklung befinden.

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13 August 2021

Sind E-Zigaretten gefährlich für’s Gehirn?

Das Rauchen von Tabak hat viele gesundheitliche Nachteile. E-Zigaretten jedoch – so wird immer wieder behauptet – seien harmlos. E-Zigaretten können zwar weniger schädlich sein als herkömmliche Zigaretten, gesund sind sie aber nicht, zumal inzwischen etliche Hinweise dafür vorliegen, dass auch E-Zigaretten dem Körper Schaden zufügen.

Mehr zu diesem Thema finden Sie u. a. hier:

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Wie sich der Dampf von E-Zigaretten mit all seinen Chemikalien, Schwermetallen, Aromen und dem oft nicht unerheblichen Nikotingehalt auf die Stammzellen im Gehirn und ihre Mitochondrien (Energieproduktionsstätten) auswirkt und ob der Dampf für die Gehirnzellen gefährlich sein kann, ist noch nicht erforscht. Wissenschaftler der University of California, Riverside führten dazu nun erste Laborversuche durch und veröffentlichten ihre Ergebnisse im Juni 2019 im Fachjournal iScience ( 1 ).

Nervenzellen im Gehirn können dank aktiver Stammzellen immer wieder erneuert werden

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen. Sie können sich ganz nach Bedarf zu den unterschiedlichsten Körperzellen weiterentwickeln und sind daher an jedem Heil- und Regenerationsprozess sowie an der Gehirnentwicklung von Ungeborenen, Kindern und Jugendlichen beteiligt.

Lange Zeit dachte man, im Gehirn gäbe es keine Stammzellen, denn man glaubte, die Nervenzellen im Gehirn könnten – einmal abgestorben – nicht mehr nachgebildet werden. Mittlerweile weiss man aber, dass es in bestimmten Gehirnregionen sehr wohl Stammzellen gibt, aus denen sich ein Leben lang immer wieder neue Nervenzellen bilden. Man spricht von neuronalen Stammzellen.

Da Stammzellen sehr viel empfindlicher auf äussere Schadeinflüsse reagieren, benutzt man sie in Laborversuchen häufig, um zu sehen, ob bestimmte Substanzen für den Körper schädlich sind und wenn ja, in welchem Ausmass.

Dampf aus E-Zigaretten löst im Gehirn Überlebensstrategie aus

Anhand von neuronalen Mäusestammzellen entdeckten die kalifornischen Forscher, dass es unter Einfluss des E-Zigaretten-Dampfes zu einer sog. stressinduzierten mitochondrialen Hyperfusion kommt – kurz SIMH. „Es handelt sich dabei um eine Reaktion, die immer dann eintritt, wenn die Zelle ihr Überleben sichern und sich gegen schädliche Substanzen schützen muss“, erklärte Prue Talbot, Professorin der Molekular-, Zell- und Systembiologie und Leiterin der Studie.

Im Verlauf der SIMH verschmelzen viele Mitochondrien miteinander, um sich auf diese Weise gegenseitig vor Schadeinflüssen zu schützen.

Wie Nikotin dem Gehirn schaden kann

Wenn gedampft wird, kann das Nikotin über die Riechbahnen das Gehirn erreichen. Dort besetzt es bestimmte Rezeptoren in der Zellmembran der neuronalen Stammzellen, was zu einem Öffnen kleiner Kanälchen führt, durch die nun wiederum Calcium und Eisen in die Zelle einströmen können. Es kann zu einem Calciumüberschuss kommen, was für die Zelle sehr schädlich ist.

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Die Mitochondrien in den Zellen schwellen an und verändern nicht nur ihre Form, sie können auch konkret aufreissen, so dass Moleküle austreten, die der Zelle schaden oder sogar zu ihrem Tode führen.

Beschädigte neuronale Stammzellen können sich nun natürlich auch nicht zu Nervenzellen oder Astrozyten entwickeln. Astrozyten sind Zellen des Zentralen Nervensystems, die im Gehirn z. B. für die Energieversorgung der Nervenzellen zuständig sind.

Bei funktionsuntüchtigen Stammzellen kommt es nun zu einer beschleunigten Alterung der betreffenden Person. Auch können sich neurodegenerative Erkrankungen entwickeln (z. B. Alzheimer oder Parkinson).

Regelmässiges Dampfen kann zu Zelltod und Krankheit führen

„Obwohl E-Zigaretten wie Vuse und JUUL im Vergleich zu Tabakzigaretten als sicherer bezeichnet werden, sind sie nicht harmlos“, sagte Atena Zahedi, Doktor der Medizintechnik und Autorin der Studie. „Schon ein kurzzeitiger Kontakt mit dem E-Zigaretten-Dampf kann Zellen derart stressen, dass dies – bei regelmässigem Dampfen – zu Zelltod oder Krankheit führen kann. Höchstwahrscheinlich hat jedoch jedes nikotinhaltige Produkt dieses Schadpotential.“

Für die Studie wurden E-Zigaretten der Marke Vuse verwendet, eine der führenden Marken auf dem US-Markt, die mit einem relativ hohen Nikotingehalt versehen ist. In Deutschland sind derart hohe Nikotingehalte nicht erlaubt, so dass die hierzulande erhältliche Vuse im Nikotingehalt angepasst ist.

Schädliche E-Zigaretten-Wirkung auf’s Gehirn besonders für Jugendliche und Schwangere problematisch

Besonders Jugendliche und Schwangere sollten sich dieser Schadwirkung des Nikotins bewusst sein – betonen Talbot und Zahedi. „Das Gehirn von Embryonen und Jugendlichen befindet sich noch in der Entwicklung, so Talbot, so dass Nikotin dem Gehirn auf ganz unterschiedliche Weise schaden kann. Abgesehen vom Suchtpotential kann es aufgrund der oben beschriebenen Mechanismen zu einem beeinträchtigten Erinnerungs- und Lernvermögen sowie zu kognitiven Störungen kommen.

E-Zigaretten sind daher wirklich nur eine kurzfristige Übergangslösung, wenn man sie zur Rauchentwöhnung nutzen möchte, eignen sich jedoch nicht für den Dauergebrauch.

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Ramona, Absolventin

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Quellen
  1. (1) Atena Zahedi, Rattapol Phandthong, Angela Chaili, Sara Leung, Esther Omaiye, Prue Talbot, Mitochondrial Stress Response in Neural Stem Cells Exposed to Electronic Cigarettes, iScience, 2019
  2. University of California – Riverside, Study finds electronic cigarettes damage brain stem cells: UC Riverside research on mouse neural stem cells has implications for nicotine use, ScienceDaily, 1. Juli 2019