Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Münsterscher Biophysik-Professor Klingauf: "Hypothese zur Signal-Übertragung widerlegt"

27.12.2010
Wenn Reize durch den Körper wandern: Ein Forscherteam um den münsterschen Biophysik-Professor Dr. Jürgen Klingauf konnte nun eine Hypothese über die Signal-Übertragung zwischen Nervenzellen widerlegen. Die Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) nahmen die Nervenzellen dafür buchstäblich unter die Lupe – oder präziser: unter das Fluoreszenz-Mikroskop. Die Ergebnisse der Forschung sind in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift "Nature Neuroscience" veröffentlicht.

Ob vom Auge, von den Fingerspitzen oder von anderen Stellen des Körpers: Reize, die unser Körper aufnimmt, werden als Erregungen über Nervenzellen (Neuronen) an unser Gehirn übermittelt. In der Regel durchläuft die Erregung dabei viele hintereinanderliegende Neuronen. Von Nervenzelle zu Nervenzelle – und auf umgekehrtem Wege letztlich auch von Nervenzelle zu Muskelfaser – wird die Erregung zumeist chemisch über Neurotransmitter weitergegeben.

Als Neurotransmitter werden spezielle Botenstoffe bezeichnet, die von einer Nervenzelle zur nächsten wandern und dort eine Anschlussreaktion hervorrufen. Eine Schlüsselrolle dabei spielen die synaptischen Vesikel, kleine Bläschen, in denen die Neurotransmitter zunächst gespeichert sind. Auf ein Signal des Neurons verschmelzen die Vesikel mit der äußeren Membran des Neurons, die Neurotransmitter werden dadurch freigesetzt. Dieser Vorgang wird als Exocytose bezeichnet, die freigesetzten Botenstoffe werden anschließend von der nächsten Nervenzelle aufgenommen. Umgekehrt werden die molekularen Komponenten der Vesikel in der Endozytose wieder rückgeführt, es bilden sich also neue Vesikel mit den alten Botenstoffen.

Die grundlegende Funktion der chemischen Signalübertragung hat der Biophysiker und spätere Medizin-Nobelpreisträger Bernhard Katz schon vor beinahe 60 Jahren erkannt und beschrieben. Katz beobachtete bei seinen Forschungen an Fröschen, dass auch ohne Erregung ständig chemische Impulse von Nervenzellen zu Muskelfasern übertragen werden. Auch im menschlichen Gehirn ist eine solche Grundaktivität zu beobachten. Forscher versuchen seit Längerem herauszufinden, welche Funktion diese spontane Freisetzung von Neurotransmittern im physiologischen Kontext hat. Vielfach wurde in der Wissenschaft spekuliert, dass die spontane Freisetzung von Neurotransmittern anders funktioniert als die Freisetzung von Neurotransmittern nach elektrischer Erregung – und dass daran gar zwei ganz unterschiedliche Arten von Vesikeln beteiligt sind.

Das Team um Klingauf, der das Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Medizinischen Fakultät der WWU leitet, konnte diese Hypothese nun widerlegen. Die Forscher markierten dafür an isolierten Nervenzellen des Hippocampus – einem Teil des Gehirns – molekulare Komponenten von Vesikeln mit fluoreszierenden Farbstoffen. Unter dem Fluoreszenz-Mikroskop zeigte sich: Unabhängig davon, ob die Komponenten nach elektrischer Reizung der Nervenzelle oder während einer Phase spontaner Aktivität aufgenommen worden waren, nahmen sie nach anschließender elektrischer Reizung der Nervenzelle in gleichem Maße am Zyklus von Exocytose und Endozytose teil. Vesikel, die spontan gebildet werden, stellen offenbar keine separate Population dar, die durch elektrische Stimulation nicht mobilisiert werden könnte. "Damit bestätigt sich, was Katz schon vor rund 60 Jahren ahnte", erläutert Klingauf: "Die spontane Vesikel-Verschmelzung an Synapsen ist als Grundereignis zu verstehen, das in multipler und synchronisierter Form auch für die Signalübertragung nach elektrischer Erregung verantwortlich ist."

Redaktion: Dr. Thomas Bauer

Literatur: Yunfeng Hua, Raunak Sinha, Magalie Martineau, Martin Kahms, Jürgen Klingauf: A common origin of synaptic vesicles undergoing evoked and spontaneous fusion; Nature Neuroscience, 13, 1451–1453 (2010); doi:10.1038/nn.2695

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenster.de/

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