Unsere Lungen arbeiten hart. In einem durchschnittlichen Leben nehmen menschliche Lungen 20-40 Millionen Atemzüge und erleben einen täglichen Luftstrom zwischen 7000 und 10.000 Litern. Säugetierlungen bestehen aus zwei verschiedenen Regionen:
1. Die leitenden Atemwegsröhren, einschließlich der Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen.
2. Die Gasaustauschregionen oder Alveolarräume.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Regionen jeweils einzigartige Arten von Stammzellen enthalten., In normalen Lungen sind viele Stammzellen in jeder Region vorhanden. Diese Zellen teilen sich, um alte oder beschädigte Lungenzellen zu ersetzen, was die Lunge gesund hält. Die Stammzellen umfassen tracheale Basalzellen, bronchiolare sekretorische Zellen (bekannt als Clubzellen) und alveoläre Typ-2-Zellen. Es wird angenommen, dass die Teilung dieser Stammzellen ausreicht, um die Lungenstruktur während des normalen Erwachsenenlebens zu erneuern.
Bei Lungenerkrankungen sind diese Prozesse verändert und daher werden nach einer Schädigung weniger funktionelle Zellen produziert., Dies bedeutet, dass die Fähigkeit der Lunge, den Körper des Patienten mit Sauerstoff zu versorgen, mit der Zeit abnimmt und Krankheiten und schließlich den Tod verursacht.
Zum Beispiel zeigen die Lungen von Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen wie COPD Veränderungen in den Atemwegen und in den Alveolen, insbesondere nach Zigarettenrauch. Die große Anzahl der COPD-Patienten zeigt Basalzellhyperplasie (eine erhöhte Anzahl von Basalzellen), Verlust von Flimmerzellen und eine erhöhte Anzahl von schleimsekretierenden Becherzellen. In den Alveolen der COPD-Lunge gibt es weniger alveoläre Typ-I-Zellen., In gesunden Lungen können alveoläre Typ-II-Zellen Typ-I-Zellen bilden, und obwohl dieser Prozess immer noch in COPD-Lungen stattfindet, ist er nicht mehr effizient. Die Umgebung der Stammzelle verändert sich auch in der Krankheit. Es gibt mehr aktivierte Makrophagen und Fibroblasten in den Alveolen der COPD-Lunge, und diese umgebenden Zellen können Signale liefern, die das Stammzellverhalten verändern.
Einige Stammzellen tragen zur anfänglichen Lungenentwicklung bei und andere helfen, die Lunge während des gesamten Lebens zu reparieren und zu regenerieren. Probleme mit Stammzellen können zu Lungenerkrankungen beitragen. In der Lunge von Mäusen wurden seltene Stammzellen entdeckt, die sich in den leitenden Atemwegsröhren befinden., Als Reaktion auf schwere Verletzungen (z. B. Grippeinfektionen) können sich diese seltenen Stammzellen teilen und neue Zellen produzieren, die sowohl zu den Atemwegen als auch zu den Gasaustauschregionen beitragen. Diese Zellen wurden auch im Labor gezüchtet und zur Behandlung von verletzten Mäuselungen verwendet. Es ist jedoch noch nicht klar, ob diese seltenen Stammzellen in der menschlichen Lunge wichtig sind.