26 | TITEL zm113 Nr. 15-16, 16.08.2023, (1344) AUGMENTED-REALITY-APP Bei der Beobachtung von Heilungsprozessen und dem Verständnis der Funktion von Zelltypen sind wir in der Wissenschaft meist mit Momentaufnahmen konfrontiert. Histologische Bilder oder Zellkulturen zeigen uns Gewebe zu bestimmten Zeitpunkten. Schwieriger ist es, ein chronologisch-dynamisches Verständnis von Zelltypen und ihrer Interaktion mit anderen Zellen zu entwickeln. Dabei sind Computeranimationen hilfreich. Auf der Basis realer Bilder aus dem Rasterelektronenmikroskop (REM) können heute 3-D-Rekonstruktionen von Zellen erstellt und als Film gezeigt werden. wie das zum Beispiel bei Krebs der Fall ist. Daher sind die inhibitorischen Regelkreise den stimulierenden Regelkreisen zahlenmäßig überlegen. Es wird daher selten gelingen, mit einem einzigen stimulierenden Einfluss einen Defekt zu heilen. Man muss gleichzeitig immer auch die inhibitorischen Faktoren zurückdrängen. Signale aus dem Molekülnebel EinedritteQuellederKomplexitätbildet die unvorstellbar hohe Anzahl an Signalmolekülen, die selbst extrem klein sind. In einigen Skizzen und schematischen Darstellungen des Zellatlanten sind Zytokine vergrößert abgebildet, so dass leicht ein falscher Eindruck entstehen kann. Eine Zelle ist mit ihren 10μm schon klein, aber ein Zytokinmolekül ist um den Faktor 1.000 noch kleiner. Dreidimensional bedeutet dies einen Größenunterschiedvon1zu1Milliarde zwischen dem Volumen einer Zelle und dem Volumen eines Zytokinmoleküls. Die Interaktion einer Zelle mit einem Zytokin lässt sich gut mit einem Spaziergang im Nebel vergleichen. Einzelne Teilchen lassen sich im Nebel kaum unterscheiden. Wohl aber lässt sich erkennen, wo der Nebel dichter oder weniger dicht ist – ähnlich ist es mit der Chemotaxis der Zellen. Das erklärt auch, warum eine Zelle nie nur einem einzelnen Signal ausgesetzt ist. Vielmehr werden in einem solchen Molekülnebel bestimmte Signale verstärkt und andere abgeschwächt. Zudem muss aufgrund der geringen Größe der Signalmoleküle der größte Teil der Kapillare Vaskularisation. Arterieller und venöser Blutkreislauf sind durch die mikrovaskulären Netzwerke verbunden, die hauptsächlich aus einer einzelligen Endothelschicht in Verbindung mit perivaskulären Perizyten bestehen und eine ausgedehnte Fläche bilden, die dem Stoffwechsel- und Signalaustausch zwischen Gefäßen und Knochengewebe dient. Originalvergrößerung 4000-fach. Osteozyten: Originalvergrößerung 3000fach. Das REM-Bild visualisiert zwei Osteozyten, die sich im neu gebildeten Knochen selbst eingemauert haben. Die langen Zellfortsätze machen jedoch deutlich, dass diese ausgereiften Zellen nicht passiv im Knochen liegen, sondern aktiv mit der Umgebung interagieren und so zum Beispiel im Fall eines osteoporosebedingten Microcracks diesen registrieren und eine Knochenresorption mit der folgenden Knochenneubildung an dieser Stelle induzieren. Das Bild erklärt die Funktion unter Einbeziehung der molekularen Mechanismen. Um ein solches Verständnis erleben zu können, wurden eigens für jeden Zelltyp im Labor Präparate angefertigt, die dann anschließend als hochauflösende REMBilder bearbeitet wurden. Eine Besonderheit dieser Publikation ist die spezielle Augmented-Reality(AR)-App, über die Leserinnen und Leser am Beispiel der Knochenregeneration in die 3-Danimierte zelluläre Erlebniswelt eintauchen können. Die App „AR Osteoclasts“ gibt es für Smartphones und für Tablets (iOS, Android). Sie kann in den AppStores geladen und über einen Code im Buch aktiviert werden. Foto: Bernd Stadlinger Abbildungen: Quintessenz Verlag / eye of science
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