Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gehirn produziert Wachstumsfaktoren die beim Lernen und der Gedächtnisbildung beteiligt sind

06.11.2003


Die fehlerfreie Entwicklung von Gehirnzellen und ihrer Verschaltungen untereinander bilden die Grundlage von Lernen und Gedächtnisbildung - Prozesse, die trotz immenser Fortschritte immer noch nicht umfassend verstanden sind. Dem Team um Prof. Dr. Arthur Konnerth und PD Dr. Christine Rose vom Institut für Physiologie der LMU gelang nun der Nachweis, dass bestimmte, vom Gehirn produzierte Wachstumsfaktoren beim Lernen und der Gedächtnisbildung beteiligt sind - mit bislang unbekannter Wirkungsweise (Nature, Bd. 426, S. 74-78, 2003). Überraschend war auch, dass die so genannten Gliazellen, denen bislang nur Stützfunktionen zugeschrieben wurden, dabei eine entscheidende Rolle spielen. "Unsere Entdeckung ist wichtig für ein besseres Verständnis verschiedener Gehirnfunktionen", so Konnerth. "Sie bietet aber auch einen neuen, vielversprechenden Ansatzpunkt für die Behandlung degenerativer Gehirnerkrankungen."



Bereits bekannt war, dass Störungen in der körpereigenen Produktion dieser Wachstumsfaktoren zu Defiziten im Lernvermögen führen. Die zugrunde liegenden zellulären Wirkmechanismen waren zwar noch weitgehend unverstanden, aber Konnerth und seine Mitarbeiter beobachteten schon vor Jahren, dass kleinste Mengen des im Gehirn produzierten Wachstumsfaktors BDNF ("brain-derived neurotrophic factor") elektrische Signale und Kalziumveränderungen in Nervenzellen hervorrufen. Kalzium ist ein intrazellulärer Botenstoff von zentraler Bedeutung für alle Körperprozesse, von der Muskelanspannung bis zur normalen Gehirnfunktion. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse wurde vermutet, dass diese Wachstumsfaktoren vor allem auf Nervenzellen, die Hauptträger der Informationsverarbeitung und -weiterleitung, wirken.



In ihrer neuen, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Studie setzten Konnerth, Rose und ihr Team auf eine innovative Methodenkombination: Neben molekularbiologischen Techniken kamen moderne Hochleistungsmikroskope zum Einsatz, um auch kleinste Veränderungen der Kalziumkonzentrationen in einzelnen, lebenden Gehirnzellen verfolgen zu können. So gelang der Nachweis, dass die Wirkung von Wachstumsfaktoren nicht auf Nervenzellen beschränkt ist. Tatsächlich bewirkt der Wachstumsfaktor BDNF auch in den so genannten Gliazellen schnelle Veränderungen des zellulären Kalziumspiegels.

Gliazellen stellen den zahlenmäßig häufigsten Zelltyp im Gehirn dar und wurden lange Zeit als reine Stütz- und Versorgungseinheiten für Nervenzellen, welche sie gewissermaßen "umkleiden", angesehen. "Es zeichnet sich aber immer stärker ab, dass Gliazellen auch die Kommunikation zwischen Nervenzellen beeinflussen", berichtet Rose. "Die von uns neu entdeckte Aktivierung von Gliazellen durch BDNF weist darauf hin, dass Wachstumsfaktoren eine Interaktion zwischen Nerven- und Gliazellen auslösen, die über diesen Weg direkt in die Informationsverarbeitung im Gehirn eingreifen."

Ein weiterer überraschender Befund der Untersuchungen ist, dass die Wirkung von BDNF auf Gliazellen über völlig andere molekularen Mechanismen vermittelt wird als in Nervenzellen. Konnerth, Rose und ihr Team konnten zeigen, dass die Wirkung von BDNF durch so genannte Rezeptoren, also bestimmte Proteine in der Zellmembran, vermittelt wird. Ihnen wurde bislang nur eine Rolle bei der Pufferung des Wachstumsfaktors zugeschrieben.

Vieles spricht dafür, dass diese neu entdeckte Wirkung von Wachstumsfaktoren von grundlegender Bedeutung für die normale Funktion des Gehirns ist - vor allem auch für die Plastizität des Nervensystems bei Lern- und Wachstumsvorgängen. Da neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer’sche oder die Parkinson’sche Krankheit mit massiven Störungen dieser Prozesse einhergehen, eröffnet das Wissen über die Wirkweise der Wachstumsfaktoren neue Wege in der Entwicklung von medikamentösen Therapieansätzen bei derart verheerenden Gehirnschädigungen.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Arthur Konnerth
Institut für Physiologie der LMU
Tel.: +49-89-5996-510, Fax: -512
E-mail: konnerth@lrz.uni-muenchen.de

Cornelia Glees-zur Bonsen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Berichte zu: BDNF Gedächtnisbildung Gliazelle Nervenzelle Wachstumsfaktor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften