Volume 12, Issue 3

Zusammenfassung In den Neurowissenschaften galt lange Zeit das Dogma, dass alle Neurone des zentralen Nervensystems von Säugern ausschließlich während der embryonalen und frühen postnatalen Entwicklung gebildet werden. Die ersten Befunde über neu gebildete Nervenzellen im adulten Hippokampus wurden deshalb mit großer Skepsis aufgenommen. Das lag teilweise daran, dass die Daten aufgrund der damals verwendeten Techniken nur beschränkt aussagekräftig waren. Vor allem aber konnte niemand so recht glauben, dass insbesondere im Gehirn des Menschen, wo über Jahrzehnte hinweg Gedächtnisinhalte stabil gespeichert und abgerufen werden können, eine so extreme Form von Plastizität vorkommen soll. Im Laufe der letzten Jahre ist es zu enormen technischen Fortschritten gekommen, so dass nun auch beim Menschen zweifelsfrei die Neubildung von Nervenzellen im Hippokampus nachgewiesen werden konnte. Mit Hilfe von elektrophysiologischen Methoden konnte inzwischen klar gezeigt werden, dass neu gebildete Zellen im adulten Hippokampus zu funktionsfähigen Neuronen heranreifen. Während der ersten vier Wochen der Reifung sind die jungen Neurone besonders leicht elektrisch erregbar und zeigen eine sehr niedere Schwelle zur Induktion synaptischer Plastizität. Im Gegensatz dazu besitzen die benachbarten reifen Neurone sehr viel stabilere synaptische Verbindungen. In Zukunft wird sich zeigen, welche Rolle die jungen und die alten Neurone bei der Bildung und Stabilität von episodischem Gedächtnis spielen.

Zusammenfassung Der im Rahmen einer Vielzahl neurologischer Erkrankungen wie Schlaganfall oder neurodegenerativer Erkrankungen zu beobachtende neuronale Zelltod wird zum Teil durch die exzessive Stimulation ionotroper Glutamatrezeptoren und den darauf folgenden massiven Kalziumeinstrom ausgelöst. Neben diesem Exzitotoxizität genanntem Prozess kann Glutamat jedoch auch über den langsameren Prozess der oxidativen Glutamattoxizität neurotoxisch wirken. Hier blockiert extrazelluläres Glutamat die Aufnahme der Aminosäure Zystin durch das Glutamat-Zystin-Antiporter System Χ c- . Zystin wird zur Synthese des wichtigen intrazellulären Antioxidans Glutathion benötigt. Daher erniedrigt die Hemmung der Zystinaufnahme die intrazelluläre Glutathion- Konzentration und führt zum Zelltod durch oxidativen Stress. Der zum Zelltod führende Weg nach dem Absinken der Glutathionspiegel umfasst die Aktivierung der 12-Lipoxygenase, die Anhäufung intrazellulärer reaktiver Sauerstoffspezies, sowie die Aktivierung eines durch zyklisches GMP aktivierten Kalziumkanals am Ende der Kaskade. In dieser Übersichtsarbeit sollen die zugrunde liegenden Mechanismen und ihre Bedeutung in vivo, als auch als Methode zur Identifizierung neuer neuroprotektiver Proteine und Signalwege vertieft dargestellt werden.

Zusammenfassung Adipokinetische Hormone (AKH) sind Peptide, die bei Insekten die Rolle des Glucagons spielen. Sie werden bei Energiemangel ins Blut abgegeben, so dass Fette und Kohlenhydrate mobilisert werden. Gleichzeitig stimulieren sie die lokomotorische Aktivität, d.h. sie entfalten auch zentralnervöse Wirkungen. Bei der Schabe Periplaneta americana exprimieren verschiedene zentrale Neurone den AKH-Rezeptor, u.a. octopaminerge dorsale unpaare mediane (DUM) Neurone, die Teil eines generellen „Arousal“-Systems sind. Beide bei Periplaneta vorkommenden AKHs führen zu einer Rezeptor vermittelten Aktivierung von G s -Proteinen. G q -Proteine werden hingegen nur durch AKH I effizient aktiviert. In den DUM-Neuronen führt die Aktivierung von G q -Proteinen durch AKH I zur Steigerung eines als Schrittmacher fungierenden Ca 2+ -Stroms, wodurch sich die Spikefrequenz und somit vermutlich die Octopamin-Freisetzung dieser Neurone erhöht. Systemische Injektion von AKH I - nicht aber von AHK II - führt zu einer starken Stimulation der Laufaktivität. Dieser Differenz in der Verhaltensrelevanz entspricht eine unterschiedliche Effektivität der AKHs bei der G-Protein-Aktivierung.

Zusammenfassung Das Gehirn reguliert das Energiegleichgewicht des Körpers, indem es Signale aus der Körperperipherie integriert und verarbeitet. Periphere Signale werden von Pankreas, Fettgewebe und dem Verdauungstrakt ausgesandt und beeinflussen durch ihre Wirkung im Gehirn die Nahrungsaufnahme bzw. Energieabgabe des Organismus. In den letzten Jahren wuchsen die Erkenntnisse über den Einfluss zentraler Netzwerke auf den Energiehaushalt rapide. Zahlreiche Peptide konnten charakterisiert werden, deren Funktion die Übermittlung des Energiestatus an das Gehirn zu sein scheint. Ebenso konnten Fortschritte bei der Identifizierung der an dieser Übermittlung beteiligten Hirnregionen, Neuronenpopulationen sowie der Neurotransmitter gemacht werden, die an der Signalverarbeitung mitwirken. Eine besondere Rolle spielen in diesem Zusammenhang das Fettgewebshormon Leptin sowie das von den Betazellen des Pankreas produzierte Insulin. Beide Hormone werden in Abhängigkeit vom Energiestatus des Körpers in die Blutbahn abgegeben und beeinflussen im Gehirn die Regulation der Energieaufnahme und - abgabe. Ein besseres Verständnis dieser Regelkreise ist nötig, um die Pathogenese der in Ausmaß und Häufigkeit zunehmenden Fettleibigkeit besser zu verstehen.