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Neue Erkenntnisse über Signalübertragung zwischen Nervenzellen |
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Wissenschaftern der Stanford Universität in Kalifornien konnten nun eine wichtige Lücke im Verständnis von der Arbeitsweise des menschlichen Gehirns, schließen. Sie konnten nachweisen, daß die Gliazellen direkt verantwortlich sind für die Anzahl von synaptischen Verbindungen, die von Neuronen aufgebaut werden. Die Forscher hoffen, damit einen Schlüssel für weitere Erkenntnisse über den Aufbau des Gedächtnis und über die Ursachen von einigen Gehirnerkrankungen wie die degenerative Lou-Gehrig-Krankheit gefunden zu haben.
Neuronen sind Nervenzellen, die Informationen durch elektrochemische Signalübertragung senden und empfangen koennen. Synapsen sind die Kontaktstellen eines Neurons zum anderen und spielen dadurch die zentrale Rolle bei der Signalübertragung. Ihre Gesamtzahl im menschlichen Gehirn wird auf etwa 100 Billionen geschätzt. Die Gliazellen wurden lange Zeit für ein passives Stütz- und Füllgewebe für die Neuronen gehalten (Glia = Kitt). Gliazellen haben den größten Anteil an allen Gehirnzellen und erscheinen als rund um die Nervenzellen angeordnete Satellitenzellen. Man unterscheidet verschiedene Arten von Gliazellen. Auf jedes Neuron kommen circa 10 Gliazellen. Einige Beobachtungen über eine Art energetische Koppelung zwischen Gliazellen und Neuron hatten schon vor Jahrzehnten darauf hingewiesen, daß die rolle der Gliazellen unterschätzt sein mag. Die Neurobiologen Ben Barres und Erik Ullian von der Stanford Universität haben nun in der jüngsten Ausgabe des Journals Science ihre Entdeckungen über die Rolle von Astrocyten, eine spezielle Gliazelle, veröffentlicht.
Demnach ist die Anzahl der von den Neuronen gebildeten Synapsen von der Nähe von Astrocyten abhängig. Junge Neuronen ohne Astrocyten in der Nähe formen nur einige unreife Synapsen. Barres und sein Team haben im Labor Astrocytencellen zu Neuronen dazugefügt und daraufhin bildeten die Neuronen die siebenfache Menge von starken Synapsen. In einem anderen Experiment wurden die Astrocyten-Zellen entfernt, daraufhin begannen die Synapsen zu schrumpfen.
Diese Erkenntnisse können große Bedeutung für die Behandlung von Gehirnverletzungen und einigen Erkrankungen bekommen. Nach Gehirnverletzungen wurden bei mikroskopischer Untersuchung von Zellen aus dem verletzten Bereich Gliosis entdeckt, das ist eine abnormale Ansammlung von Gliazellen im Verletztungsbereich. Die Forscher meinen, theoretisch sei es möglich, daß die Gliazellen nach einer Verletzung "überreagieren” und dadurch die Neuronen zu der Bildung von zu vielen Synapsen animieren. Dadurch könnte es zu einer Art Überaktivitaet kommen, die zu epileptischen Anfällen führt. Ebenso sei es möglich, daß die Gliazellen eine Rolle beim Neuronentod bei der Lou-Gehrig-Krankheit spielen. Barres will nun versuchen, das Protein zu identifizieren, das von den Gliazellen abgesondert wird und die Neuronen zur Synapsenbildung anregt.
Quelle: www.sciencemag.org, 26.1.2001 und Guttmann, Lehrbuch der Neuropsychologie, Verlag Huber, 1990, S. 396.
