Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Reiz des Neuen und Morbus Parkinson auf der Spur: Ionenkanäle steuern dopaminerge Neuronen

20.08.2012
Wie hängen die Aktivität von Neuronen, das Explorationsverhalten und die Parkinson-Erkrankung zusammen?

Forschergruppen um die NGFN-Wissenschaftler Prof. Birgit Liss in Ulm und Prof. Jochen Roeper in Frankfurt haben nun herausgefunden, dass ein spezielles Protein, ein so genannter K-ATP Ionenkanal, entscheidend für die Aktivitätsmuster bestimmter Dopamin-produzierender Nervenzellen ist – und damit wichtig für die Pathophysiologie des Morbus Parkinson, aber auch für das Explorationsverhalten.

Diese neuen Erkenntnisse der unter anderem über das NGFN, den Frankfurter SFB 815, den Ulmer SFB 497 und die Alfried Krupp-Stiftung geförderten Arbeit wurden nun in Nature Neuroscience veröffentlicht.

Die Erstautorin der Studie Julia Schiemann, Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Prof. Jochen Roeper, entdeckte, dass ein spezielles Protein, ein sogenannter Kalium-Ionenkanal (K-ATP), bei Mäusen in den Dopamin-produzierenden Nervenzellen der Substantia Nigra (SN-DA) – einer Region des Mittelhirns, aktiv und zudem wichtig für eine zeitweilig stark erhöhte Aktivität ist, die so genannte „Burstaktivität“. Diese geht mit einer verstärkten Dopamin-Freisetzung einher. Die neu erkannte Funktion der Ionenkanäle zeigte sich als essentiell für das Verhalten der untersuchten Mäuse.

„Wenn wir diese Kanäle selektiv in bestimmten SN-DA-Nervenzellen mit Hilfe viraler Techniken ausschalten, „bursten“ diese Neuronen im intakten Gehirn kaum noch, und die so behandelten Tiere untersuchen mit weniger Interesse eine neue Umgebung“, erläutern Prof. Roeper, Leiter des Instituts für Physiologie II der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt und Prof. Liss, Leiterin des Instituts für Angewandte Physiologie der Universität Ulm.

Zusätzlich spielen die K-ATP-Kanäle auch pathophysiologisch eine Rolle. In Zusammenarbeit mit Dr. Zaghloul vom National Institute of Health (NIH) konnten die Forscher zeigen, dass eben diese SN-DA-Nervenzellen auch bei Parkinson-Patienten eine hohe „Burstaktivität“ aufweisen. Das Absterben dieser Nervenzellen ist eine der Hauptursachen der Parkinson-Symptomatik, wie erschwerte Bewegungen und das Zittern der Muskulatur. Darüber hinaus zeigten die Forscher, dass eine regulatorische Untereinheit des K-ATP-Kanals, das so genannte SUR1-Gen, in den überlebenden Nervenzellen bei Parkinson-Patienten verstärkt exprimiert ist, also mehr Kanäle in der Zellmembran vorliegen sollten. „Diese Befunde weisen darauf hin, dass der K-ATP-Kanal bei Parkinson-Patienten in den SN-DA-Nervenzellen stärker aktiv ist und zur Pathophysiolgie des Morbus Parkinson beitragen könnte“, erklären Prof. Liss und Prof. Roeper.

Bereits 2005 haben Prof. Liss und Prof. Roeper diesen K-ATP Kanal mit der Parkinson’schen Krankheit in Verbindung gebracht. Die Forscher zeigten damals, dass eine generelle Inaktivierung der K-ATP-Kanäle das Absterben der SN-DA-Nervenzellen verhindern kann. Die eigentliche Funktion des Kanals in den SN-DA-Nervenzellen war jedoch bislang unklar.

Weitere Untersuchungen sollen nun klären, wie die K-ATP-Kanäle im Detail zu der Parkinson-Pathophysiologie und auch dem Verhalten Neuem gegenüber beim Menschen beitragen. Die Kalium-Kanäle in den SN-DA-Nervenzellen könnten auch einen möglichen Ansatzpunkt für die Parkinson-Therapie darstellen, indem ihre Öffnung und damit die Aktivität der Nervenzellen pharmakologisch beeinflusst wird. Medikamente, die die Öffnung von K-ATP-Kanälen hemmen, sind in der Therapie des Altersdiabetes (Diabetes mellitus Typ II) bereits im Einsatz. Hierbei bewirken sie die Schließung der Kalium-Kanäle und ermöglichen so eine erhöhte Insulinausschüttung aus den Pankreaszellen. Medikamente, die die Blut-Hirn-Schranke passieren und möglichst selektiv auf die K-ATP-Kanäle der SN-DA Neurone wirken, könnten das Fortschreiten des Zelltods bei der Parkinson-Erkrankung verzögern, hoffen die Wissenschaftler.

Originaltitel der Publikation:
Nature Neuroscience (2012), doi:10.1038/nn.3185. K-ATP channels in dopamine substantia nigra neurons control bursting and novelty-induced exploration. Julia Schiemann, Falk Schlaudraff, Verena Klose, Markus Bingmer, Susumu Seino, Peter J Magill, Kareem A Zaghloul, Gaby Schneider, Birgit Liss & Jochen Roeper

Nationales Genomforschungsnetz (NGFN)
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Untersuchung von Neurodegenerativen Erkrankungen seit 2001 im Nationalen Genomforschungsnetz (NGFN). Die Förderung wird seit 2008 im Bereich NGFN-Plus in dem Programm der Medizinischen Genomforschung fortgeführt. Die hier vorgestellten Arbeiten wurden unter Federführung des Integrierten Genomverbundes „Funktionelle Genomik des Parkinson Syndroms“ im Rahmen von NGFN-Plus angefertigt.
http://www.ngfn.de

Für weitere Fragen stehen zur Verfügung:
Prof. Dr. Birgit Liss, Universität Ulm
Institut für Angewandte Physiologie
Albert Einsteinallee 11, 89081 Ulm
Telefon: Tel.: +49 (0)731500-36214 (PA)
Telefax: +49 (0)731 50 36202
E-Mail: birgit.liss@uni-ulm.de
Prof. Dr. Jochen Roeper, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt
Institut für Neurophysiologie
Theodor Stern Kai 7
60596 Frankfurt am Main
Telefon: +49-69-6301- 84092 (PA)
Telefax: +49-69-6301-7668
E-Mail: roeper@em.uni-frankfurt.de
Pressekontakt NGFN:
Dr. Cornelia Depner
NGFN Geschäftsstelle
c/o Deutsches Krebsforschungszentrum, V025
Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg
Tel.: 06221 42-4742
Fax: 06221 42-4651
E-Mail: c.depner@dkfz.de
Internet: http://www.ngfn.de

Pressekontakt Universität Ulm:
Willi Baur, Pressesprecher
Telefon: 0731 50 220 20
Fax: 0731 50 220 48
E-Mail: willi.baur@uni-ulm.de
Pressekontakt Universität Frankfurt:
Marketing und Kommunikation
Geschäftsstelle
Senckenberganlage 31
Raum 1052
60325 Frankfurt am Main
Tel: 069/798-22472
Fax: 069/798-28530
presse@uni-frankfurt.de

Dr. Cornelia Depner | idw
Weitere Informationen:
http://www.ngfn.de
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.3185.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

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

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

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