Volume 10, Issue 1

Zusammenfassung ATP ist eines der vielseitigsten zellulären Moleküle überhaupt. Seine Rolle als extrazellulärer Signalstoff wurde erst in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts konsolidiert, mit der Klonierung der Rezeptoren (P2-Rezeptoren) und von Enzymen (Ekto- Nukleotidasen), die extrazelluläres ATP hydrolysieren können. P2-Rezeptoren können je nach Subtyp durch ATP oder durch ADP, UTP, UDP und verschiedene Diadenosinpolyphosphate aktiviert werden. ATP und andere Nukleotide werden in Subtypen synaptischer Vesikel gespeichert und können exozytotisch freigesetzt werden. Außerhalb der Zelle werden Nukleotide bis zum jeweiligen Nukleosid hydrolysiert. Extrazellulär gebildetes Adenosin aktiviert seinerseits P1-Rezeptoren und wird anschließend wieder in die Nervenendigung oder in benachbarte Zellen aufgenommen. Bis jetzt wurden mehrere Ekto-Nukleotidasen kloniert und funktionell charakterisiert. Gegenwärtig analysieren wir ihre unterschiedliche zelluläre Lokalisierung im zentralen und peripheren Nervensystem. Die selektive Expression einer der Ekto-Nukleotidasen durch Stammzellen des adulten Nagerhirns weist den Nukleotiden eine Rolle auch bei der Regulation der adulten Neurogenese zu.

Zusammenfassung Die Hippocampusformation ist durch einer klare Schichtung der Zellen und Fasern gekennzeichnet. Im Gyrus dentatus sind dem Körnerzellband Assoziations- und Commissurenfasern (A/C-Fasern) und entorhinale Afferenzen aufgelagert. Dabei besteht eine scharfe Grenze zwischen entorhinalen und A/C-Fasern. Die entorhinalen Fasern in der äußeren Molekularschicht endigen an den distalen Dendriten der Körnerzellen und die A/C-Fasern in der inneren Molekularschicht an proximalen Dendritenabschnitten. Wie wird diese Präzision der Zell- und Faserschichtung kontrolliert? Wir haben kürzlich gezeigt, dass die A/C-Fasern ihre Schicht über Signalmoleküle an den Dendriten der Körnerzellen finden. Anders die entorhinalen Afferenzen: Hier spielen Moleküle der extrazellulären Matrix wie Hyaluronsäure und assoziierte Moleküle eine entscheidende Rolle. Die Schichtung der Körnerzellsomata wird durch das Glycoprotein Reelin bestimmt. Bei der Reeler-Maus, der Reelin fehlt, ist die Schichtung der Körnerzellsomata aufgehoben. Unsere Befunde deuten darauf hin, dass diese Migrationsstörung aus einer Fehldifferenzierung der Radialglia resultiert, die für neuronale Migration benötigt wird.

Zusammenfassung Treten Verletzungen der Sehrinde im Erwachsenenalter auf, reagiert das Zentralnervensystem mit einer funktionserhaltenden Reorganisation, bei der Nervenzellen in der Sehrinde durch Verstärkung synaptischer Kontakte neu verdrahtet werden und so neue oder zusätzliche Funktionen übernehmen können. Das geschieht zum Beispiel in der direkten Umgebung lokaler Schädigungen der primären Sehrinde. Diese Reorganisationsvorgänge haben wir in vivo im Sehsystem der Katze und in vitro im Kortex von Ratten untersucht. Veränderungen der funktionellen Repräsentation des Sehraumes in vivo (größere rezeptive Felder, veränderte Retinotopie) weisen auf Veränderungen der synaptischen Kopplung von Neuronen hin. Die in vitro Untersuchungen der synaptischen Plastizität ebenso wie immunhistochemische und molekularbiologische Arbeiten weisen auf Mechanismen, die auf eine transiente Regression in Richtung frühkindlicher Programme mit erhöhter Bereitschaft zur synaptischen Remodellierung deuten: Verschiebungen der Balance von Erregung und Hemmung zugunsten einer höheren Erregbarkeit, verstärkte synaptische Plastizität (Langzeitpotenzierung, LTP) und Veränderungen der beteiligten Glutamat-Rezeptoren. Von den modellhaft im Experiment gewonnenen Daten besteht ein Bezug zur klinisch-neurologischen Medizin und der möglichen Verbesserung einer trainingsabhängigen Rehabilitation nach Schädigungen des Zentralnervensystems.

Zusammenfassung Mein Briefträger ist ein intelligenter und findungsreicher Mann. Seit 25 Jahren versorgt er mich pünktlich und zuverlässig mit meiner Briefpost. Von den vielen medizinischen Zeitschriften, die meine Frau und ich bekommen, weiß er, dass wir Ärzte sind. Eines Tages erzählte er mir aufgeregt vom Onkel, der ins Krankenhaus musste, weil er den linken Arm und das linke Bein nicht mehr wie gewohnt bewegen konnte. Die Ärzte hätten ihm aber versichert, dass an den Extremitäten nichts krank sei. Alles käme vom Kopf. Ob das denn wahr sein könne. Natürlich wusste er grob, was ein Schlaganfall war. Konfrontiert aber mit den Lähmungen fehlte ihm dennoch das Verständnis dafür, dass ein Ereignis im Großhirn den Onkel in so eindrucksvoller Weise einseitig seiner Beweglichkeit beraubt hatte. Wenige Krankheitsereignisse beeindrucken uns so sehr wie der Verlust der Motorik, sei es als Halbseitenlähmung nach einem Schlaganfall, als Querschnittslähmung nach einer Rückenmarksverletzung oder als Gesichtslähmung nach einem Schaden am Fazialisnerven. Der allgemeine Sprachgebrauch setzt Lähmung mit Ausfall der Motorik gleich und verbindet damit nicht selten den Verlust anderer oder höherer Funktionen des Nervensystems.