Von Epilepsie bis Schlaganfall: Ionenkanal reguliert die Erregung von Nervenzellen

Der Pannexin-1-Kanal ist ein vergleichsweise riesiger Einlass für positiv geladene Ionen ins Innere von Zellen, unter anderem im Gehirn. Seine Rolle wird in der Forschung viel diskutiert – so scheint der Kanal am Untergang von Zellen nach Sauerstoffmangel beteiligt zu sein, aber auch eine wichtige Funktion bei der Vermeidung von epileptischen Zuständen zu haben. Was es mit Pannexin-1 genau auf sich hat, ergründet Dr. Nora Prochnow in der Abteilung für Neuroanatomie und Molekulare Hirnforschung der Ruhr-Universität (Prof. Dr. Rolf Dermietzel).

Für ihre Forschungsarbeiten erhielt sie den diesjährigen Förderpreis der von der Commerzbank AG betreuten Bochumer Sophia und Fritz Heinemann Stiftung. Der Preis ist mit 15.000 Euro dotiert.

Balance von Erregung und Hemmung

Der Pannexin-1-Kanal kommt überall dort im Körper vor, wo die es auf die Leitung elektrischer Erregung ankommt, z.B. im Gehirn, aber auch im Auge und im Herzen. Aufgrund seiner Größe lässt der Kanal, wenn er geöffnet ist, sehr schnell sehr viele positive Ionen ins Zellinnere, so dass die Erregung der Zelle rapide steigt. Sie kann dann zur Öffnung anderer Kanäle beitragen oder die Freisetzung von Botenstoffen erleichten und so eine Rolle in verschiedenen Signalwegen spielen. Bisherige Untersuchungen haben ergeben, dass Pannexin-1 bei Sauerstoffmangel im Gewebe, etwa durch einen Schlaganfall, außer Kontrolle gerät und zur Übererregung und somit elektrischen Überlastung der Zelle beiträgt. Andererseits deuten Ergebnisse darauf hin, dass der Kanal eine bedeutende Rolle bei der Vermeidung von epileptischen Zuständen spielt. „Wir vermuten, dass Pannexin-1 zur Aktivierung von Zellen beiträgt, die im Gehirn eine hemmende Funktion haben“, erklärt Nora Prochnow. „Diese hemmenden Zellen balancieren normalerweise die Erregung im Gehirn insgesamt aus und sorgen dafür, dass es keine epileptischen Erregungsmuster geben kann.“

Effekt von Wirkstoffen, Rolle beim synaptischen Lernen

Um die Rolle von Pannexin-1 näher zu untersuchen, will die Biologin mit ihrem Team weitere Messungen an Gehirnnervenzellen machen und dabei auch die Effekte verschiedener Wirkstoffe testen. Was passiert zum Beispiel unter dem Einfluss von Antiepileptika? Wie reagiert der Kanal bei Zellen von Individuen, die von Epilepsie betroffen sind? Außerdem interessiert die Forscherin, welchen Einfluss der Kanal auf das sog. synaptische Lernen hat, also die Anpassung der Verschaltungen zwischen Gehirnnervenzellen an veränderliche Herausforderungen.

Neuer Messplatz mit mehr Elektroden

Mit dem Preisgeld wird Nora Prochnow für ihre Arbeitsgruppe einen zweiten Messplatz einrichten. „Unser bisher einziger Platz ist so gut wie rund um die Uhr in Betrieb“, sagt sie, „und man kann nur mit je einer Erregungs- und Messelektrode arbeiten.“ Der neue Platz wird dank mehr Messelektroden die Messung mehrerer synaptischer Ebenen erlauben und somit Experimente, die nähere Rückschlüsse auf den Zustand der Zellen im lebenden Organismus zulassen.

Weitere Informationen

Dr. Nora Prochnow, Abteilung für Neuroanatomie und Molekulare Hirnforschung, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-24406, E-Mail: nora.prochnow@rub.de

Redaktion: Meike Drießen