Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie wir auch im Dunkeln sehen können - Fehlende Calciumsignale führen zu Nachtblindheit

10.10.2006
Die meisten Sinneseindrücke erhält der Mensch über die Augen - auch in der Dunkelheit. Dazu müssen in der Netzhaut des Auges mit Hilfe von Kanalproteinen lang anhaltende Calciumsignale entstehen.

Ein Team um Dr. Christian Wahl-Schott am Zentrum für Pharmaforschung der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, geleitet von Professor Martin Biel, konnte nun den Mechanismus aufklären, der dies erlaubt. Nahe verwandte und sehr ähnliche Calciumkanäle in anderem Gewebe des Körpers verfügen über einen Mechanismus, mit dem sie sich selbst Calcium-abhängig abschalten können.

Wie die Forscher in der "Early Online Edition" der Zeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)" berichten, können die Kanäle der Netzhaut diese negative Rückkopplung aber inhibieren und so lang anhaltende Calciumsignale erzeugen. Fehlt die Möglichkeit der Inhibierung, entsteht eine angeborene Form der Nachtblindheit, bei der die Betroffenen bei Dämmerung und Dunkelheit unter erheblichen Sehproblemen leiden.

Die Netzhaut oder Retina ist der Licht aufnehmende, sensorische Teil des Auges. Hier wandeln Photorezeptoren Lichtreize in elektrische Signale um. Diese Signale werden an den Kontaktstellen, den Synapsen, zwischen den Photorezeptoren und den in der Informationskette nachfolgenden Bipolarzellen mit Hilfe des Botenstoffs Glutamat übertragen. Bei dessen Freisetzung spielen die Calciumkanäle in der Retina eine entscheidende Rolle. Denn damit bei Nacht gesehen werden kann, muss kontinuierlich Calcium aus dem umgebenden Milieu über die Kanäle in die Photorezeptoren einströmen.

"Diese Aufgabe leisten die Calciumkanäle, wie wir in einer vorangegangenen Arbeit gezeigt haben", so Wahl-Schott. "Damit unterscheiden sie sich aber von nahe verwandten Calciumkanälen, den so genannten "High Voltage Activated Calcium Channels", wie sie etwa im Herz, im normalen Muskel, den Drüsen und im Gehirn vorkommen. Diese Kanäle können Calcium nicht kontinuierlich transportieren, weil sie über einen Mechanismus verfügen, der ihnen erlaubt, sich selbst abzustellen." Dank dieser negativen Rückkopplung, der "Calcium-abhängigen Inaktivierung (CDI)", wird eine Überladung der Zelle mit Calcium verhindert.

In den Calciumkanälen der Retina gibt es diesen wichtigen Regulationsweg aber nicht. "Uns hat interessiert, wie die Calciumkanäle der Netzhaut diese negative Rückkopplung unterdrücken können", berichtet Wahl-Schott. "Wir konnten die dafür verantwortliche regulatorische Domäne am Ende des aus etwa 2000 Bausteinen, so genannten Aminosäuren, bestehenden Calciumkanalproteins identifizieren, die dafür verantwortlich ist. Diese Domäne haben wir 'Inhibitor der Calcium-abhängigen Inaktivierung (ICDI)' genannt." Wird diese Domäne entfernt, verhalten sich die Calciumkanäle in der Retina wie ihre nahen Verwandten und zeigen plötzlich den negativen Rückkopplungsmechanismus der Calcium-abhängigen Inaktivierung. "Unser Ergebnis hat auch große pathophysiologische Relevanz", so Wahl-Schott. "Es hat sich nämlich gezeigt, dass in den retinalen Calciumkanälen von Patienten mit einer Form der angeborenen Nachtblindheit genau diese Domäne fehlt. Jetzt ist auch klar, was dann passiert: Die Betroffenen können in der Dunkelheit nichts sehen, weil sich die Kanäle selbst Calcium-abhängig inaktivieren. Das hat zur Folge, dass die für den Sehprozess im Dunkeln notwendigen permanenten Calciumsignale nicht entstehen können."

Publikation:
"Switching off calcium-dependent inactivation in L-type calcium channels by an autoinhibitory domain", Christian Wahl-Schott, Ludwig Baumann, Hartmut Cuny, Christian Eckert, Kristina Griessmeier, and Martin Biel, PNAS, online am 6. Oktober 2006
Ansprechpartner:
Dr. Christian Wahl-Schott
Institut Pharmakologie für Naturwissenschaften
Zentrum für Pharmaforschung der LMU München
Tel.: 089 / 2180-77 320
E-Mail: christian.wahl@cup.uni-muenchen.de

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

Weitere Berichte zu: Calcium Calciumkanäle Calciumsignale Domäne Kanäle Nachtblindheit Netzhaut Retina

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie
22.02.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften