• Neuronen

    Beim Morbus Parkinson wie auch der Schizophrenie ist die Dopamin-Signalübertragung im Gehirn beeinträchtigt.

     

Glutamin unterstützt die Dopamin-abhängige Signalgebung

Beim Morbus Parkinson wie auch der Schizophrenie ist die Dopamin-Signalübertragung im Gehirn beeinträchtigt. Forscher der Universität Bonn haben nun an Mäusen beobachtet, dass die Dopamin-produzierenden Neurone zusätzlich durch Glutamat gesteuert werden.

Dopamin-produzierende Neurone nehmen eine Schlüsselrolle bei der Signalübertragung im Gehirn ein. Sie reifen während der Hirnentwicklung zu unterschiedlich spezialisierten Subtypen heran, die in einer Art Netzwerk mit zahlreichen Gehirnregionen Verknüpfungen herstellen. Dabei steuert das von den Zellen gebildete Dopamin Bewegungsprozesse, aber auch Phänomene wie Motivation und Impulsivität.

Wissenschaftler der Universität Bonn haben nun in einer Kooperation mit Kollegen des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), dem Life & Brain Zentrum Bonn sowie der Universität Bochum im Tiermodell eine Art Datenautobahn im Gehirn entdeckt: „Die Signalübertragung mittels Dopamin ist vergleichsweise langsam. Die von uns untersuchten Dopamin-produzierenden Neurone haben jedoch zusätzlich das deutlich schneller wirksame Glutamat als Botenstoff benutzt“, berichtet Milan Pabst, Bonn.

Die Befunde basieren auf gentechnologischen Methoden, bei denen die Wissenschaftler die Dopamin-bildenden Neurone der Mäuse mit lichtempfindlichen Proteinen gekoppelt haben. Dadurch konnten einzelne Dopamin-Nervenzellen mit Lichtreizen angeregt und der Signalweg konnte nachverfolgt werden. Es zeigte sich, dass mittels des Glutamats im präfrontalen Cortex lokale hemmende Neurone aktiviert werden. Diese Neurone sind offensichtlich für die Regulation der Signalübertragung im präfrontalen Cortex zuständig und entscheiden maßgeblich darüber, ob ein Signal weitergeleitet wird. „Deshalb kommt dem identifizierten Glutamatweg bei der Signalverarbeitung im präfrontalen Cortex eine zentrale Bedeutung zu“, erläutert Professor Dr. Heinz Beck vom Bonner Universitätsklinikum die aktuellen Befunde.

Wie die verschiedenen Subtypen der Dopamin- produzierenden Neuronen entstehen, ist laut Privatdozentin Dr. Sandra Blaess vom Life & Brain Zentrum noch weitgehend unklar. Auch in dieser Hinsicht kann die Forschergruppe neue Erkenntnisse präsentieren, die sie mit Hilfe genetisch modifizierter Mäuse, die keine Vorläuferzellen der Dopamin-Neurone mehr bilden können, erarbeitet haben.
In den Versuchsreihen wurden die Mäuse mit Futter belohnt, wenn sie möglichst rasch ein aufblickendes Licht anstupsten. Tiere, bei denen genetisch die Dopamin produzierenden Zellen ausgeschaltet waren, zeigten dabei keine erkennbare Veränderung in ihrer Aufmerksamkeit und Impulskontrolle, jedoch ein deutlich verstärktes Beharren auf bereits einstudierten Verhaltensmustern.

Ein krankhaftes Festhalten an Vorstellungen oder die Wiederholung von Wörtern oder Bewegungen in unpassenden Zusammenhängen ist aber charakteristisch für psychische Erkrankungen wie Zwangsstörungen oder die Schizophrenie, bei denen die Funktion des präfrontalen Cortex gestört ist. „Unsere Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der Entwicklung und Funktion der Dopamin-produzierenden Neurone und möglicherweise damit zusammenhängender Erkrankungen bei“, kommentiert Blaess die neuen Forschungsergebnisse.

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