Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Epilepsie: Wenn der Türsteher in Nervenzellen zu viel durchlässt

19.11.2015

Bei einer Epilepsie geraten die Nervenzellen aus ihrem gewohnten Takt. Daran sind auch Ionenkanäle beteiligt, die die Erregbarkeit von Nervenzellen entscheidend bestimmen. Ein Forscherteam unter Federführung der Universität Bonn hat nun einen neuen Mechanismus für die Beeinflussung von Ionenkanälen entdeckt, der möglicherweise für den Ausbruch des Krampfleidens mitverantwortlich ist: Wenn zu wenig Spermin vorhanden ist, kommt es zur einer Übererregbarkeit der Nervenzellen. Die Forscher hoffen, einen Ansatzpunkt für neue Therapien gefunden zu haben. Sie berichten im „The Journal of Neuroscience”.

In Deutschland leidet etwa jeder hundertste Mensch unter einer Epilepsie - immerhin jeder zwanzigste ist zumindest einmal im Leben von einem solchen Krampfanfall betroffen. Dazu kommt es, wenn viele Nervenzellen im Gehirn gleichzeitig feuern.


So sieht eine Nervenzelle aus dem Hippocampus einer Ratte aus: Die Zelle und ihre Ausläufer sind mit einem Fluoreszenzfarbstoff gefüllt, der die Strukturen blauviolett leuchten lässt.

(c) Foto: AG Heinz Beck/Uni Bonn

Die Wissenschaft fahndet nach den Ursachen, die zu dieser gleichzeitigen Übererregung der Gehirnzellen führen. Forscher der Klinik für Epileptologie, des Instituts für Neuropathologie und des Instituts für Molekulare Psychiatrie haben nun zusammen mit dem Forschungszentrum Caesar und der Hebrew University (Israel) einen bislang unbekannten Mechanismus entschlüsselt, der an der Entwicklung einer Epilepsie beteiligt ist.

„Türsteher“ bestimmen, wie viele Natriumionen hereindürfen

Bei diesem Mechanismus spielen Natriumkanäle eine Schlüsselrolle. „Sie übernehmen bei der Erregung von Nervenzellfortsätzen und der Signalübertragung zwischen verschiedenen Zellen eine wichtige Rolle“, sagt Prof. Dr. Heinz Beck, der in der Experimentellen Epileptologie der Klinik für Epileptologie, am Life & Brain Zentrum und am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) forscht.

Natriumkanäle sind Schleusen, die Natriumionen durch winzige Poren durchlassen. Sie bestehen aus großen Eiweißkomplexen (Proteinen), die in den Membranen von Nervenzellen eingelagert sind. Wie eine Art Türsteher bestimmen sie, wie viele dieser Ionen hereindürfen und wie sich damit auch die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Zellen ändert. Die Wissenschaftler fanden eine starke Erhöhung eines bestimmten Natriumeinwärtsstroms, der die Erregbarkeit von Zellen im epileptischen Tier deutlich steigerte.

Deshalb verglichen Forscher um Prof. Beck zunächst die Natriumkanalproteine aus epileptischen Gehirnen mit denen aus gesunden. „Dabei zeigte sich aber keinerlei vermehrte Bildung von Natriumkanalproteinen, die hätte erklären können, wie es zu einer Übererregung von Nervenzellen kommt“, berichtet der Epileptologe.

Das Forscherteam wurde nach langer Suche bei einer ganz anderen Stoffgruppe fündig: den Polyaminen. Dazu gehört auch das Spermin, das in Zellen gebildet wird und sich von innen in die Poren der Natriumkanäle einlagern kann. In diesem Fall wird der Einstrom an Natriumionen gebremst und die Erregung der Nervenzelle wird gedämpft.

Durch Spermingaben wurde die Übererregung gedämpft

Die Wissenschaftler untersuchten, wieviel von der anfalldämpfenden Substanz in Nervenzellen von Ratten vorkommt, die unter einer Epilepsie litten, und verglichen die Werte mit gesunden Tieren. „Die Menge an Spermin in den Zellen des Hippocampus war bei den kranken Tieren gegenüber den gesunden deutlich reduziert“, berichten die Erstautoren Dr. Michel Royeck, Dr. Tony Kelly und Dr. Thoralf Opitz aus Prof. Becks Team. Diesen wichtigen Befund prüften die Forscher, indem sie den Mangel in den Nervenzellen epileptischer Ratten durch Gabe von Spermin kompensierten. Daraufhin wurde die Erhöhung von Natriumströmen rückgängig gemacht.

Offenbar wird der geringere Gehalt an Spermin in den epileptischen Rattengehirnen durch Hochregelung der Spermidine/spermine-N(1)-acetyltransferase verursacht. Das Enzym baut das für die Steuerung der Natriumkanäle wichtige Spermin verstärkt ab. Dieses Ergebnis könnte nach den Einschätzungen der Wissenschaftler ein potenzieller Ansatzpunkt für neuartige Epilepsietherapien sein.

„Wenn es gelingen würde, die Acetyltransferase mit einem Wirkstoff in ihrer Aktivität etwas zu bremsen, könnten der Sperminmangel und damit die Symptome der Epilepsie gemildert werden“, blickt Prof. Beck in die Zukunft. Von konkreten therapeutischen Anwendungen sei man jedoch noch weit entfernt.

Publikation: Downregulation of Spermine Augments Dendritic Persistent Sodium Currents and Synaptic Integration after Status Epilepticus, The Journal of Neuroscience, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0493-15.2015

Kontakt für die Medien:

Prof. Dr. Heinz Beck
Universitätsklinik für Epileptologie, Life & Brain Zentrum,
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen,
Sprecher Sonderforschungsbereich 1089
Tel. 0228/6885215
E-Mail: Heinz.Beck@ukb.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht MHH-Forscher entdeckt: Ein Muskelprotein hilft bei der Eizellteilung
14.10.2019 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Forscher entschlüsseln Wirkung von Ebola-Impfstoff - Virologen der Uniklinik Köln identifizieren neue Antikörper
08.10.2019 | Uniklinik Köln

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Im Focus: An ultrafast glimpse of the photochemistry of the atmosphere

Researchers at Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) in Munich have explored the initial consequences of the interaction of light with molecules on the surface of nanoscopic aerosols.

The nanocosmos is constantly in motion. All natural processes are ultimately determined by the interplay between radiation and matter. Light strikes particles...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

Bauingenieure im Dialog 2019: Vorträge stellen spannende Projekte aus dem Spezialtiefbau vor

15.10.2019 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

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

Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

16.10.2019 | Messenachrichten

Es braucht mehr als einen globalen Eindruck, um einen Fisch zu bewegen

16.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Blindgänger mit Laser entschärft: Erfolgreicher Feldversuch zum Projektende

16.10.2019 | Physik Astronomie

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