Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Calciumkanal im Kleinhirn als Auslöser für Bewegungsstörungen und Epilepsien

21.03.2013
Ein Ionenkanal, viele Krankheiten
RUB-Forscher berichten im „Journal of Neuroscience“

Ein Defekt im Calciumkanal vom sogenannten P/Q-Typ in den Nervenzellen des Kleinhirns kann eine Reihe von Bewegungsstörungen und eine spezielle Form der Epilepsie auslösen, die Absencen. Das berichtet ein Forscherteam um Dr. Melanie Mark und Prof. Dr. Stefan Herlitze von der Ruhr-Universität Bochum. Sie untersuchten Mäuse, denen der Ionenkanal vom P/Q-Typ in denjenigen Nervenzellen fehlte, die modulierende Signale ins Kleinhirn senden.

„Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse dazu beitragen werden, neue Behandlungsmethoden zu entwickeln, vor allem für Kinder und junge Erwachsene, die an Absencen leiden“, sagt Melanie Mark. Das Team vom Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie berichtet im „Journal of Neuroscience“.

Mutationen des P/Q-Typ-Kanals können eine Reihe von Krankheiten auslösen

„Eine der größten Herausforderungen in der neurobiologischen Erforschung von Hirnkrankheiten ist, die neuronalen Schaltkreise oder Zelltypen zu identifizieren, in denen die Ursache für die Krankheiten sitzt“, sagt Melanie Mark. Die Bochumer Wissenschaftler wollten diese Frage für bestimmte Bewegungsstörungen klären, die durch eine fehlerhafte Funktion des Kleinhirns zustande kommen. Genauer gesagt untersuchten sie die möglichen Ursachen von motorischen Koordinationsstörungen, Ataxien genannt, und Störungen des Bewegungsablaufs, den sogenannten Dyskinesien. In einer Studie aus dem Jahr 2011 zeigten die Forscher, dass ein bestimmter Typ von Calciumkanälen, der P/Q-Typ, in den Nervenzellen des Kleinhirns Ursprung dieser Krankheiten sein kann. Der Kanal kommt im gesamten Gehirn vor, und Mutationen in ihm können Migräne, verschiedene Epilepsieformen, Dyskinesien und Ataxien bei Menschen bewirken.

Gestörter Kleinhirn-Output reicht aus

„2011 haben wir überraschend herausgefunden, dass ein Verlust von P/Q-Typ-Kanälen, speziell in den Purkinjezellen, dem einzigen Output des Kleinhirnkortex, nicht nur Ataxien und Dyskinesien zur Folge hat, sondern auch eine Krankheit, die vor allem bei Kindern und jungen Erwachsenen auftritt, die Absencen“, so Dr. Mark. Das Forscherteam stellte daraufhin die Hypothese auf, dass ein Defekt in den Ausgangssignalen des Kleinhirns ausreicht, um verschiedene Krankheiten auszulösen, die mit dem P/Q-Kanal in Zusammenhang stehen. Mit anderen Worten: Mutationen des P/Q-Kanals im Kleinhirn können verheerende Folgen haben, selbst wenn die P/Q-Kanäle im restlichen Gehirn intakt sind.

Störung der Eingangssignale hat ähnliche Effekte wie Störung der Ausgangssignale

Für diese Hypothese fand Marks Team nun weitere Hinweise. In der aktuellen Studie störten die Biologen jedoch nicht wie zuvor die Ausgangssignale des Kleinhirns, also die Purkinjezellen, sondern die Eingangssignale. Die Purkinjezellen erhalten modulierenden Input von anderen Neuronen, unter anderem den Körnerzellen. „Diese modulierenden Signale sind wichtig für eine reibungslose Kommunikation zwischen den Nervenzellen des Kleinhirns“, erklärt Melanie Mark. In Mäusen störten die Forscher die Eingangssignale, indem sie durch genetische Manipulation die P/Q-Typ-Kanäle in den Körnerzellen ausschalteten. Das führte zu Ataxien, Dyskinesien und Absencen – genau wie die Manipulation der Ausgangssignale in der früheren Studie. „Die Ergebnisse liefern neue Hinweise, dass das Kleinhirn in den Beginn und/oder Fortlauf von neurologischen Störungen involviert ist“, fasst Mark zusammen. „Wir haben nun auch ein Tiermodell, mit dem wir herausfinden können, welche Signalwege und Moleküle im Kleinhirn die Ursachen für die Krankheiten beim Menschen sind.“

Titelaufnahme

T. Maejima, P. Wollenweber,L.U.C. Teusner, J.L. Noebels, S. Herlitze, M.D. Mark (2013): Postnatal loss of P/Q-type channels confined to rhombic-lip-derived neurons alters synaptic transmission at the parallel fiber to Purkinje Cell synapse and replicates genomic Cacna1a mutation phenotype of ataxia and seizures in mice, The Journal of Neuroscience, doi: 10.1523/JNEUROSCI.5442-12.2013

Weitere Information

Dr. Melanie Mark, Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-27913, E-Mail: melanie.mark@rub.de

Prof. Dr. Stefan Herlitze, Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24363, E-Mail: stefan.herlitze@rub.de

Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Junger Embryo verspeist gefährliche Zelle
18.05.2018 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

nachricht Weiße Gespenster am Straßenrand - die Pfaffenhütchen-Gespinstmotte
18.05.2018 | Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft

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: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics