Biologie: Aus wie vielen Zellen besteht eigentlich unser Körper?

Zellen sind die Grundeinheit des Lebens. Im menschlichen Körper gibt es zahlreiche Zelltypen, die alle eine verschiedene Aufgabe erfüllen – von kleinen, mobilen Blutzellen hin zu großen Muskelzellen. Nun haben Forscher:innen erstmals genauer bestimmt, aus wie vielen einzelnen Zellen der menschliche Körper überhaupt besteht. Ihren Ergebnissen zufolge ist der Körper eines 700 Kilogramm schweren Mannes aus circa 36 Billionen Zellen zusammengesetzt. Bei einer 60 Kilogramm schweren Frau sind es etwa 28 Billionen Zellen. Je kleiner die Zellen, desto mehr von ihnen existieren in unserem Körper.

Bild: Ian A. Hutton / MPI für Mathematik in den Naturwissenschaften

Blutzellen sind im menschlichen Körper am häufigsten

Wie viele Zellen im menschlichen Körper vorhanden sind und wie Zellgröße und -zahl für die verschiedenen Gewebe und Zelltypen zusammenhängen war bisher kaum geklärt. Ein Team rund um Ian Hatton vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig hat nun Daten zu mehr als 400 verschiedenen Zelltypen in etwa 60 verschiedenen Geweben und Organen analysiert. Dabei untersuchten die Forscher:innen mehr als 1500 Mikroskopie- und Gewebestudien und ermittelten die Zellgröße sowie deren Anzahl im menschlichen Körper.

Exemplarisch führte das Team diese Untersuchungen an einer 60 Kilo schweren Frau, einem zehnjährigen Kind mit 32 Kilogramm Körpergewicht sowie einem 70 Kilo schweren Mann durch. Dabei hat ein größerer Körper wenig überraschend auch mehr Zellen.

Bei der Zählung ergab sich, dass der exemplarisch untersuchte Mann aus rund 36 Billionen Zellen besteht, während es bei der Frau etwa 28 Billionen einzelne Zellen sind. Beim Kind kamen die Forscher:innen auf etwa 17 Billionen. Somit ließ sich der Zusammenhang zwischen Körpergröße und Zellzahl bestätigen. In diese Zahl sinbd die Bakterien und andere „Mitbewohner“ in unserem Körper nicht mit eingerechnet. Je nach Körpergröße können diese noch einmal 32 Billionen Zellen ausmachen.

Mit Abstand am häufigsten kommen Zellen des Blutes im Körper vor: So umfassen die roten Blutkörperchen und Blutplättchen allein etwa 29 Billionen Zellen beim Mann, was etwa 40 Prozent der gesamten Zellanzahl entspricht. Hinzu kommen noch einmal etwa 3,4 Billionen weiße Blutkörperchen.

Unterschiede in der Massenverteilung

Betrachtet man dagegen nicht die absolute Anzahl, sondern die Masseverhältnisse, sieht es anders aus. Die größten und zellkernreichsten Zellen sind die Skelettmuskelzellen. Diese liegen auch in Sachen Masse vorne: Beim exemplarisch untersuchten Mann machen allein die Muskelzellen 21,5 Kilogramm der 70 Kilogramm Gesamtmasse aus. 13 Kilogramm der Masse sind Fettzellen. Bei der Frau sind es etwa 14 Kilogramm Muskelzellen und 18 Kilogramm Fettzellen.

Auch bei der Verteilung der Zellen auf die Organe und Gewebe gibt es deutliche Unterschiede. Augen und Zunge bestehen jeweils aus 1,2 Milliarden Zellen, während es beim Dünndarm 72 Milliarden und bei der Haut 61 Milliarden sind. Eine ähnliche Beziehung zwischen Zahl und Größe gibt es etwa auch im Meer: Meeresbakterien und Blauwale sind zwar offensichtlich unterschiedlich groß, aber ihre jeweilige Größenklasse trägt etwa gleich viel zur insgesamt im Meer vorhandenen Biomasse bei.

Referenz für die Wissenschaft

Hinzu kommt eine weitere Erkenntnis: „Die Daten enthüllen eine überraschende, inverse Beziehung zwischen Zellzahl und Zellgröße„, so die Forscher:innen. Je größer ein Zelltyp ist, desto seltener kommt er im menschlichen Körper vor. Unterm Strich ergibt sich so, dass jede Größenklasse von Zellen etwa gleich viel zur Gesamtmasse des Körpers beiträgt.

Die Forscher:innen sehen in ihren Ergebnissen eine Bestätigung dafür, dass es im Körper des Menschen eine regulierte Balance von Zellzahlen und -größen gibt. Kenntnisse über dieses Gleichgewicht können dabei helfen, pathologische Abweichungen zu erkennen. „ Unsere Daten dienen dazu, eine ganzheitlichen Referenzrahmen für die Zellen im menschlichen Körper zu etablieren und unterstreichen gleichzeitig übergreifende Muster der Zellbiologie„, erklären die Forscher:innen.

via Max-Plack-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften