Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die guten Seiten eines Alzheimer-Proteins - Gefährliches beta-Amyloid wichtig für Signalübertragung im Gehirn

06.07.2006
Das Amyloid-Vorläuferprotein, kurz APP, spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung der Alzheimerschen Erkrankung. Erst wenn aus diesem Protein das so genannte beta-Amyloid ausgeschnitten wird, kann es zu der weit verbreitenden Form der Altersdemenz kommen. Denn dieses Protein verklumpt zu großen Plaques, die toxisch auf Neuronen wirken. Wie ein Team um Professor Dr. Jochen Herms, Zentrum für Neuropathologie und Prionforschung der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, jetzt in der Online-Ausgabe des "Journal of Neuroscience" nachweist, hat das beta-Amyloid aber nicht nur diese schädliche Wirkung. Vielmehr zeigen Nervenzellen ohne APP - und damit ohne beta-Amyloid - Veränderungen bei der Bildung von Synapsen. Das sind die Kontaktstellen zwischen Neuronen und damit wichtige Stationen bei der Übertragung von Nervensignalen. "Das beta-Amyloid hat also wohl auch eine normale Funktion im Gehirn", so Herms. "Seit Jahren aber wird an Therapien gearbeitet, die die Entstehung von beta-Amyloid unterdrücken sollen. Möglicherweise ist das der falsche Weg."

Die Alzheimersche Erkrankung ist die häufigste Form der Altersdemenz. Nach Schätzungen leiden weltweit zwischen zwölf und 15 Millionen Menschen an Alzheimer, in Deutschland sind es etwa 1,2 Millionen. Dabei stiegen die Zahlen in den letzten Jahren wegen der deutlich zunehmenden Lebenserwartung in den westlichen Ländern sogar an. Unbestritten ist die Rolle des beta-Amyloids, das im alternden Gehirn verklumpt und akkumuliert. Das führt zu einer Schädigung von Nervenzellfortsätzen und bedingt letztlich den Untergang von Nervenzellen. Unklar war bisher allerdings, wie genau es zu der verhängnisvollen Reaktion kommt, und warum beta-Amyloid überhaupt in so großer Menge im - auch gesunden - Gehirn vorhanden ist. Es wurde bereits gezeigt, dass das Protein konstant und während des gesamten Lebens produziert wird. Weil die höchsten Konzentrationen in menschlichen Neuronen gefunden wurden, wo das beta-Amyloid als Nebenprodukt eines normalen Prozesses anfällt, wurde eine nur untergeordnete Rolle des Proteins vermutet - wenn überhaupt. Es galt als weitgehend gesichert, dass das beta-Amyloid ein normaler Anzeiger des Alterns ist.

Aus der Forschung an der Alzheimerschen Erkrankung ist aber auch bekannt, dass bei Patienten die Funktion der Synapsen stark beeinträchtigt ist. So ergab sich ein potentieller Zusammenhang, eine mögliche Rolle des APP bei der Weiterleitung von Nervensignalen an diesen Berührungspunkten von Neuronen. Tatsächlich gab es auch Hinweise, dass die Prozessierung von APP wichtig ist für die synaptische Übertragung. So wurde gezeigt, dass neuronale Aktivität einen verstärkenden Effekt auf die Sekretion von beta-Amyloiden hat. Umgekehrt wurde nachgewiesen, dass das Protein eine bestimmte Art der synaptischen Übertragung unterdrückt. Zusammen genommen führten die Resultate zu der Vermutung, dass die Produktion von beta-Amyloid Teil eines negativen Feedbacks ist, das die Erregbarkeit der Neuronen kontrolliert und sie dadurch vor übermäßiger, schädlicher Aktivität schützt.

"In diesem Fall sollte aber die Abwesenheit von APP und damit das Fehlen von beta-Amyloid auch einen Effekt auf die synaptische Übertragung haben", so Herms. "Wir wollten dies aufklären und haben die synaptische Übertragung von Nervenzellen untersucht, die kein APP produzieren." Die Studie zeigte, dass die synaptische Aktivität in Nervenzellen ohne APP in der Tat stark erhöht ist. Sowohl die Höhe der synaptischen Antworten nach Erregung der Zellen als auch die Häufigkeit spontaner synaptischer Entladungen von für die synaptische Übertragung notwendigen Botenstoffen stieg an. Weitergehende Untersuchungen zeigten, dass nicht die Synapsen selber durch das Fehlen von APP verändert werden, sondern dass einfach deren Zahl pro Nervenzelle zunimmt.

... mehr zu:
»APP »Nervenzelle »Neuron »Protein »Synapse

Ein besonders überraschendes Ergebnis war allerdings, dass sich dieser Effekt besonders bei jungen Mäusen zeigte, während ältere Tiere von einem APP-Verlust kaum betroffen waren. "Zwei verschiedene Mechanismen könnten das erklären", so Herms. "Das Fehlen von APP könnte die Bildung von Synapsen in der Entwicklung beschleunigen, was aber eher unwahrscheinlich ist. Ebenfalls möglich ist, dass eine verstärkte Synapsenbildung zu Beginn der Entwicklung durch einen verstärkten Abbau später kompensiert wird." In leicht abgeänderten Experimenten produzierten die untersuchten Neuronen nur APP, aus dem aber kein beta-Amyloid gemacht werden kann: Auch in diesen Fällen entsprachen die Ergebnisse denen in Versuchen mit Nervenzellen ganz ohne APP. Die Resultate des Teams und auch die anderer Forschergruppen lassen also insgesamt vermuten, dass nicht APP an sich, sondern das beta-Amyloid die entscheidende Rolle bei der Bildung und der Funktion der Synapsen spielt.

Erkenntnisse aus Mäusen lassen sich zwar nur selten direkt auf den Menschen übertragen. Nicht zuletzt dank der vorliegenden Studie mehren sich aber die Hinweise, dass auch beim Menschen das beta-Amyloid eine normale und wichtige Funktion hat. Solange dies nicht widerlegt werden kann, sollte deshalb die Prämisse aufgegeben werden, dass das Protein nur ein Abfallprodukt und damit entbehrlich ist. "Unklar ist aber immer noch, wie das beta-Amyloid zu Alzheimer führen kann", so Herms. "Es ist bekannt, dass das Protein bei neuronalen Verletzungen verstärkt produziert wird. Möglicherweise führen wiederholte leichte Schäden im Gehirn oder einfach nur die verminderte Energieversorgung gealterter Nervenzellen im Gehirn des älteren Menschen zu einem chronisch erhöhten Spiegel von beta-Amyloid, wodurch die normale Funktion des Proteins, also eine Hemmung übermäßiger synaptischer Aktivität, zu stark oder zu lange ausgeübt wird. Denkbar ist aber auch, dass alternde Nervenzellen ihre Sensitivität gegenüber dem beta-Amyloid verlieren, und das Protein damit seine nervenschonende Wirkung verliert. Eher Erfolg versprechend sind deshalb möglicherweise Therapieansätze, die die Produktion von beta-Amyloid nicht unterdrücken, sondern nur reduzieren."

Publikation:

"Synapse Formation and Function is Modulated by the Amyloid Precursor Protein",
Priller, Christina; Bauer, Thomas; Mitteregger, Gerda; Krebs, Bjarne; Kretzschmar, Hans; Herms, Jochen, in "The Journal of Neuroscience"

Ansprechpartner:

Professor Dr. Jochen Herms
Zentrum für Neuropathologie und Prionforschung der LMU
Tel.: 089-2180-78010
Fax: 089-2180-78037
E-Mail: jochen.herms@med.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: APP Nervenzelle Neuron Protein Synapse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten