Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Angstforschung: Mehrere Signalstoffe und -wege steuern angeborenes Fluchtverhalten

05.05.2015

Die Nase nimmt nicht nur Düfte wie von Rosen oder Orangen wahr, sondern auch chemische Botenstoffe wie Kairomone. Sie spielen im Tierreich eine Rolle und werden etwa von Katzen, Wieseln und anderen Raubtieren abgesondert.

Bei Beutetieren wie Mäusen lösen sie ein angeborenes Fluchtverhalten aus. Forscher der Saar-Uni haben untersucht, wie drei dieser Stoffe im Gehirn verarbeitet werden. Für sie gibt es jeweils einen eigenen Signalweg. Erst in zwei Hirnregionen, der Amygdala und dem Hypothalamus, fließen die Informationen zusammen. Beim Menschen steuern diese Areale zum Beispiel Gefühle wie Angst. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Current Biology“ veröffentlicht.


Professor Frank Zufall

Foto: Saar-Uni


Professorin Trese Leinders-Zufall

„Ich kann dich nicht riechen“ – an diesem Spruch ist etwas Wahres dran. Mäusen kann diese Tatsache sogar das Leben retten. Denn: Mäuse, aber auch andere Beutetiere haben eine angeborene Aversion gegen den Geruch von Fressfeinden. Diese Reaktion wird von bestimmten Botenstoffen, den Kairomonen, vermittelt. Sie lösen bei der Maus einen angeborenen Fluchtinstinkt aus.

„Es gibt etliche dieser chemischen Botenstoffe. Sie regen die Sinneszellen des sogenannten olfaktorischen Systems an“, sagt Physiologie-Professor Frank Zufall von der Medizinischen Fakultät der Universität des Saarlandes. Das System sitzt in der Nase von Säugetieren – somit auch beim Menschen – und besteht aus vielen Untereinheiten.

Diese reagieren spezifisch auf eine bestimmte Substanz und leiten Reize über Nervenbahnen an das Gehirn weiter. Wie dieser Prozess genau vonstattengeht, haben Forscher um Zufall und Professorin Trese Leinders-Zufall in einer aktuellen Studie mit Hilfe von drei Kairomonen untersucht. „Wir haben dazu mit Botenstoffen von Fleischfressern, Katzen und Hermelinen gearbeitet, die je eine eigene Untereinheit aktivieren“, so Zufall.

Zunächst haben die Wissenschaftler in einem Verhaltenstest untersucht, wie Mäuse auf die drei Substanzen reagieren. Dazu haben sie jeweils eine „Duft“-Probe in einer Ecke des Käfigs ausgelegt. „Es hat sich gezeigt, dass die Tiere sich in die gegenüberlegende Ecke zurückgezogen und alle drei Stoffe gemieden haben“, sagt der Homburger Physiologe.

In einem weiteren Schritt sind die Forscher der Frage nachgegangen, wie diese neuronalen Schaltkreise funktionieren – wie also die Reize vom olfaktorischen System ins Gehirn weitergeleitet und verarbeitet werden. Dazu haben sie Gene identifiziert, mit denen sie die Untereinheiten und so die Reizweiterleitung gezielt ausschalten konnten.

„Wir haben festgestellt, dass sich die drei Subsysteme nicht kreuzen und getrennt voneinander funktionieren“, so der Professor. Aus Sicht der Evolution macht es Sinn, wenn solche Informationen parallel verarbeitet werden. Zufall erläutert: „Die Signalwege stehen sich nicht im Weg. Besitzt das olfaktorische System eines Tieres mehrere Untereinheiten, ist die Chance höher, dass sich die Tierart gleich vor mehreren Fressfeinden in Sicherheit bringen kann.“

Die Studie hat zudem gezeigt, dass die Informationen erst in zwei Hirnregionen, der Amygdala und dem Hypothalamus, zusammenfließen. „Hier aktivieren die Signale ein ganz eng umschriebenes Areal“, erklärt Zufall. Diese Gebiete sind für verschiedene Aufgaben verantwortlich, so steuern sie zum Beispiel die Nahrungsaufnahme oder den Tag-Nacht-Rhythmus, aber eben auch Emotionen wie Angst, die für das Fluchtverhalten wichtig ist. Welche Zellen dort genau angeregt werden oder ob die Signale unterschiedliche Zellen aktivieren, müssen nun Folgestudien klären.

Auch in der menschlichen Amygdala werden Gefühle wie Ängste gesteuert. Das Hirnareal scheint auch daran beteiligt zu sein, Panikattacken auszulösen. Darüber hinaus besitzt der Mensch ähnliche und zum Teil identische olfaktorische Untereinheiten. Welche Bedeutung sie haben, müssten Studien zeigen. Genauere Erkenntnisse bei dieser Form der Sinnesverarbeitung könnten in Zukunft beispielsweise helfen, Therapien für Menschen mit Angststörungen zu entwickeln.

An dem Projekt waren neben den Homburger Physiologen Forscherkollegen aus Argentinien und den USA beteiligt. Die Studie wurde veröffentlicht: A. Pérez-Gómez, K. Bleymehl, B. Stein, M. Pyrski, L. Birnbaumer, S. D. Munger, T. Leinders-Zufall, F. Zufall und P. Chamero. , Innate Predator Odor Aversion Driven by Parallel Olfactory Subsystems that Converge in the Ventromedial Hypothalamus, Current Biology (2015).
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.03.026

Ein weiteres Pressefoto für den kostenlosen Gebrauch finden Sie unter www.uni-saarland.de/pressefotos. Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen.

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Frank Zufall
Centrum für Integrative Physiologie und Molekulare Medizin (CIPMM)
E-Mail: frank.zufall(at)uks.eu
Tel.: 06841 16-16351

Melanie Löw | Universität des Saarlandes

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie