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 Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse
21.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik