Ob einzelliges Bakterium, Qualle oder Elefant: Sie alle sind aus Zellen aufgebaut, den Grundeinheiten des Lebens. Jede Zelle enthält das Erbmaterial DNA und die Zellmaschinerie, um ihren Zellstoffwechsel zu bestreiten und sich durch Zellteilung zu vermehren. In mehrzelligen Organismen wie uns Menschen sind die Zellen zudem je nach Gewebe und Funktion auf unterschiedliche Weise spezialisiert – die Spanne reicht von den stark vernetzten Nervenzellen unseres Gehirns über die hochmobilen Zellen unseres Blutes und Immunsystems bis zu den “Schwerstarbeitern” unserer Muskelfasern. Jeder Zelltyp hat dabei seine spezifische Form und sein festes Größenspektrum. “Aber trotz dieser Einheitlichkeit innerhalb eines Zelltyps variieren die Zellgrößen im menschlichen Körper über gewaltige sieben Größenordnungen. Das ist vergleichbar zur Massenspanne einer Spitzmaus zum Blauwal”, erklären Ian Hatton vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig und seine Kollegen. Doch wie viele Zellen es im menschlichen Körper gibt und wie sich dabei Zellgröße, Zellzahl und Massenanteil verhalten, war bisher nur in Ansätzen geklärt.
Blutzellen haben die größte Zahl, Muskelzellen die meiste Masse
Hatton und sein Team haben deshalb Daten zu mehr als 400 Zelltypen in rund 60 verschiedenen Geweben und Organen des Menschen zusammengetragen und ausgewertet. Für diese insgesamt 1264 Zellgruppen ermittelten sie auf Basis von Mikroskopie- und Gewebestudien, welche Größe sie haben, wie viele es davon im menschlichen Körper gibt und welchen Anteil an unserer Gesamtmasse sie haben. Diese Analysen führten sie dabei exemplarisch für einen Mann von rund 70 Kilogramm Körpergewicht, eine Frau von rund 60 Kilogramm und ein zehnjähriges Kind von rund 32 Kilogramm Gewicht durch. “Für mehrere Gewebearten liefert unsere neue Analyse eine weit größere Auflösung als zuvor verfügbar war, darunter auch für die Muskelfasergröße aller quergestreiften Muskelgruppen, die Neuronen und Gliazellen des zentralen und peripheren Nervensystems und die in verschiedenen Geweben vorkommenden Blutzellen”, erklären die Forschenden.
Die Auswertungen ergaben für die Gesamtzahl der Zellen einen klaren Zusammenhang zwischen Körpergröße und -gewicht mit der Zellzahl: Ein rund 70 Kilogramm schwerer Mann besteht demnach aus rund 36 Billionen Zellen, eine um zehn Kilo leichtere Frau aus 28 Billionen Einzelzellen. Für das zehnjährige Kind ermittelten Hatton und sein Team eine durchschnittliche Zellzahl von rund 17 Billionen. Die in unserem Körper vorkommenden Bakterien und anderen “Mitbewohner” sind dabei nicht mit eingerechnet. Die mit Abstand häufigsten Zellen sind den Analysen zufolge die Roten Blutkörperchen und Blutplättchen mit rund 29 Billionen beim erwachsenen Mann, gefolgt von Weißen Blutkörperchen mit 3,4 Billionen. Betrachtet man dagegen den Anteil der verschiedenen Zelltypen an der gesamten Biomasse unseres Körpers, liegen die Skelettmuskelzellen mit großem Abstand vorne: Sie machen bei einem 70 Kilogramm wiegenden Mann allein schon 21,5 Kilogramm aus. Als Nächstes folgen die Fettzellen mit rund 13 Kilogramm. Bei einer 60 Kilogramm wiegenden Frau machen die Muskelzellen rund 14 Kilogramm aus, die Fettzellen etwa 18 Kilogramm, wie die Wissenschaftler ermittelten.
