Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie körpereigene Cannabinoide epileptische Krämpfe lindern können: Neue Erkenntnisse aus Tiermodellen

20.09.2006
Wissenschaftler der Universität Mainz beschreiben bisher unvermutete Wirkungsweisen neuroprotektiver Endocannabinoide im Hippocampus

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben herausgefunden, wie übermäßige neuronale Gehirnaktivitäten, die z.B. zu epileptischen Anfällen führen können, durch körpereigene Cannabinoide gebremst werden. Dabei, so die Forschergruppe um Univ.-Prof. Dr. Beat Lutz vom Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, spielen bestimmte Rezeptoren in den Moos-Zellen, einem speziellen Typ von Nervenzellen im Hippocampus, wahrscheinlich eine zentrale Rolle.

"Damit konnten wir die relevante Gehirnregion ermitteln, in der dieser dämpfende Mechanismus über körpereigene Schutzfunktionen wirksam wird", erläutert Lutz. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Neuron publiziert (Neuron 51: 455-466). Die Ergebnisse dürften dazu beitragen, neue Wege in der Behandlung epileptischer Erkrankungen zu beschreiten und dabei die nützliche Funktion des körpereigenen Cannabinoid-Systems stärker in den Mittelpunkt zu rücken.

In Europa leidet etwa ein Prozent der Bevölkerung unter Epilepsie. Bei dieser Erkrankung handelt es sich um eine lang anhaltende Veränderung des Gehirns, die sich in immer wieder auftretenden epileptischen Anfällen äußern kann. Die Behandlung erfolgt in der Regel medikamentös mit Antiepileptika, allerdings spricht ein Teil der Betroffenen auf die Medikamente nicht an. " Etwa 30 Prozent der Patienten sind therapieresistent, weshalb intensiv an neuen Therapiekonzepten geforscht wird", erläutert Lutz.

Epilepsie kommt durch eine Übererregung von Nervenzellen in verschiedenen Gehirnregionen zustande. Wenn diese Fehlfunktion nicht gehemmt wird, können starke Schädigungen oder sogar ein Absterben der Neuronen folgen. Bereits seit einigen Jahren ist bekannt, dass der Körper über einen eigenen Schutzmechanismus gegen diese Überaktivität verfügt. Dabei können körpereigene Cannabinoide, auch Endocannabinoide genannt, zusammen mit den Cannabinoid-Bindungsstellen des Typs 1 (CB1-Rezeptoren) wichtige Schutzfunktionen vermitteln, sobald sich Neuronen im Gehirn in einem zu stark angeregten Zustand befinden: Bei Übererregung werden Endocannabinoide freigesetzt, um über die CB1-Rezeptoren beruhigend auf diese übermäßig aktivierten Neuronen zu wirken. So stellen also die Endocannabinoide eine Art Dämpfer dar, um die Gehirnaktivität zu normalisieren.

Tiermodelle können sehr hilfreich sein, um die Epilepsie besser zu verstehen und mögliche neue Therapiekonzepte vorzuschlagen. Vergleicht man in einem chemisch induzierten Krampfanfall-Modell Wildtyp-Mäuse mit Mäusen, denen die CB1-Rezeptoren komplett fehlen, wird die Bedeutung dieser Rezeptoren deutlich: Ein Verlust der CB1-Rezeptoren führt zu einer stark gesteigerten Empfindlichkeit, Krampfanfälle zu entwickeln. Hierbei scheinen CB1-Rezeptoren an ganz bestimmten "Schaltstellen" des Gehirns eine wichtige Rolle zu spielen. Dies haben die Wissenschaftler Krisztina Monory, Federico Massa, Giovanni Marsicano (jetzt am INSERM in Bordeaux) und Beat Lutz aus der Physiologischen Chemie zusammen mit kollaborierenden Gruppen in Deutschland, Großbritannien und den USA genauer untersucht.

Normalerweise besteht im Gehirn eine Balance zwischen aktivierenden und hemmenden Signalen. Diese Signale werden im Wesentlichen durch zwei Neuronentypen vermittelt, welche die Neurotransmitter Glutaminsäure bzw. gamma-Aminobuttersäure (GABA) ausschütten. Auf genau diesen beiden Neuronen kommen auch die CB1-Rezeptoren vor. Um festzustellen, wie wichtig die CB1-Rezeptoren an diesen Stellen sind, wurden verschiedene transgene Mauslinien hergestellt, denen die CB1-Rezeptoren auf den Glutaminsäure- bzw. auf den GABA-ausschüttenden Neuronen fehlen. Diese Mauslinien wurden dann bezüglich der Reaktion auf chemisch induzierte, neuronale Übererregung untersucht. Mäuse ohne CB1-Rezeptoren auf den Glutaminsäure-ausschüttenden Neuronen reagierten mit starken epileptischen Anfällen, während die Mäuse ohne CB1-Rezeptoren auf den GABA-ausschüttenden Neuronen keine Veränderungen zeigten. "Das bedeutet, dass CB1-Rezeptoren auf den sogenannten glutamatergen Neuronen in der Großhirnrinde für den Schutz des Gehirns vor Schädigungen nach epileptischen Anfällen äußerst wichtig sind", erläutert Lutz.

Der Hippocampus, ein bestimmter Teil des Kortex, spielt eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese der Epilepsie. Deshalb untersuchte die Forschergruppe, ob dies auch die Gehirnregion ist, wo die CB1-Rezeptoren epileptische Anfälle dämpfen können. Durch die lokale Entfernung der CB1-Rezeptoren in nur einem bestimmten Teil des Hippocampus, bekannt als der "Hilus", konnten wiederum verstärkte epileptische Krämpfe beobachtet werden. "Damit haben wir eine kritische Region des Gehirns identifiziert, in der die CB1-Rezeptoren bei übermäßiger neuronaler Aktivität als dämpfender Mechanismus dienen", so Lutz. Immunhistologische und elektrophysiologische Experimente konnten weiter die sogenannten Moos-Zellen, eine glutamaterge Zellpopulation im Hilus, als mögliche zentrale Stelle ausfindig machen. Diese Zellen sind in einen Schaltkreis zwischen Kortex und Hippocampus eingebunden, der bei Epilepsie wahrscheinlich stark gestört ist.

Die Befunde dieser Studie können neue Wege zur Behandlung von neurologischen Krankheiten eröffnen, die mit neuronalen Überaktivitäten einhergehen, wie sie zum Beispiel bei Temporallappenepilepsien (TLE) zu beobachten sind. Ziel zukünftiger Studien wird es nun sein, die Aktivität des Endocannabinoid-Systems pharmakologisch zu verstärken und somit einen erhöhten Schutz gegen Krampfanfälle zu bewirken. "Wenn diese Verstärkung nur in den dafür wichtigen Neuronen, nämlich den glutamatergen Neuronen, gelänge, wäre die Wirkung wahrscheinlich auch sehr viel effektiver und die Gefahr von Nebenwirkungen könnte verringert werden", erwarten die an der Studie beteiligten Wissenschaftler.

Originalarbeit:
Monory K., Massa F., Egertova M., Eder M., Blaudzun H., Westenbroek R., Kelsch W., Jacob W., Marsch R., Ekker M., Long J., Rubenstein J.L., Goebbels S., Nave K.A., During M., Klugmann M., Wolfel B., Dodt H.U., Zieglgänsberger W., Wotjak C.T., Mackie K., Elphick M.R., Marsicano G., Lutz B. (2006). The endocannabinoid system controls key epileptogenic circuits in the hippocampus. Neuron 51: 455-466.
Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Beat Lutz
Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie
Physiologische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-25912
Fax 06131 39-23536
E-Mail: beat.lutz@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/PhysiolChemie/physiol/physiol_startseite.htm

Weitere Berichte zu: CB1-Rezeptoren Cannabinoide Endocannabinoide Epilepsie Hippocampus Neuron

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mister Raney bekommt Konkurrenz - Ein neuer Katalysator auf Nickel-Basis nutzt Nano-Strukturen
16.07.2018 | Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

nachricht Duftrezeptoren können viel mehr als nur riechen
16.07.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Mister Raney bekommt Konkurrenz - Ein neuer Katalysator auf Nickel-Basis nutzt Nano-Strukturen

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

16.07.2018 | Physik Astronomie

Rostocker Forscher testen neue Generation von Offshore-Windenergie-Anlagen

16.07.2018 | Energie und Elektrotechnik

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