Wissenschaftler haben den molekularen Mechanismus der Myelinisierung von Axonen herausgefunden
Zuletzt überprüft: 23.04.2024
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Wissenschaftler haben einen molekularen Signalmechanismus gefunden, der zum Aufbau einer "elektrischen Isolierung" von Neuronen führt. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Leistungsfähigkeit des zentralen Nervensystems (ZNS), insbesondere des Gehirns, aus.
Forscher aus dem System der American National Institutes of Health (NIH) führten das Experiment mit Mausneuronen durch. Das Hauptziel war herauszufinden, wie die Arbeit von Neuronen das Wachstum ihrer isolierenden Hülle beeinflusst und was gibt das Signal für ein solches Wachstum? Die Schalen sind natürlich nicht Körper von Neuronen, sondern Axone - diese langen Prozesse von Nervenzellen, die "Botschaften" zu anderen Zellen tragen.
Es ist bekannt, dass benachbarte Zellen - Oligodendrozyten - für die Bildung der Myelinscheide von Axonen im ZNS verantwortlich sind. Das von ihnen produzierte Myelin ist um ein Axon gewickelt und dient als "elektrische Kabelisolierung". In diesem Fall erhöht das Vorhandensein einer solchen Membran (Myelinisierung) die Durchtrittsrate des Nervenimpulses um eine Größenordnung.
Dieser Prozess im Zentralnervensystem und im menschlichen Gehirn ist von der Geburt bis etwa 20 Jahre am intensivsten, wenn eine Person ständig lernt, den Kopf zu halten, zu gehen, zu sprechen, logisch zu denken und so weiter. Im Gegenteil, bei einer Reihe von Krankheiten (wie Multiple Sklerose) kollabieren Myelinscheiden von Axonen, was das Gehirn und das ZNS verschlechtert.
Das Verständnis des Mechanismus der Myelinisierung würde helfen, Medikamente gegen solche Krankheiten zu entwickeln und aktive Jugendliche zu verlängern.
In einer Reihe von Experimenten mit Neuronen in einer Petrischale stellten Biologen aus den Vereinigten Staaten Folgendes fest. Das primäre Signal für die Myelinisierung ist die elektrische Aktivität des Neurons selbst. Je höher es ist, desto mehr wird es Myelin erhalten.
Während der Elektrostimulation setzten die kultivierten Nervenzellen den Neurotransmitter Glutamat frei. Er war ein Ruf nach Oligodendrozyten, die in derselben Umgebung untergebracht waren. Letztere bildeten Kontaktpunkte mit dem Axon, tauschten chemische Signale mit ihm aus und begannen schließlich, es mit der Myelinscheide zu bedecken.
Dabei bildete sich praktisch keine Isolation um das eine oder andere Axon der Nervenzelle, wenn das Axon nicht elektrisch aktiv war. Ebenso war der Prozess völlig verzerrt, wenn Wissenschaftler die Freisetzung von Glutamat im Neuron künstlich blockierten, überträgt Medical Xpress.
Es stellt sich heraus, dass die starke Myelinisolation im Gehirn die aktivsten Axone erhält, die es ihnen ermöglichen, noch effektiver zu arbeiten. Und eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielt das Glutamat-Signalgerät. (Die Ergebnisse werden in Science Express veröffentlicht.)
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