Einem Team von Neurowissenschaftlern ist es gelungen, einen wichtigen Beitrag zum Verständnis zu leisten, wie Signale im menschlichen Gehirn verarbeitet werden. Die neue Studie in der Fachzeitschrift „Neuron“ zeigt, dass ein spezielles Eiweiß, der so genannte „vesikuläre Glutamattransporter“ (VGLUT), eine entscheidende Rolle bei der Leistungsregulierung synaptischer Verbindungen spielt. Diese Regulierung erlaubt es Synapsen, in ihrer Leistung zu variieren.
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Synapsen vermitteln die Kommunikation zwischen den einzelnen Nervenzellen im Nervensystem. Dabei arbeiten sie – abhängig von ihrer Funktion im Gehirn – unterschiedlich. Beispielsweise kommen in der Gehirnrinde sehr viele Informationen zusammen. Damit die Nervenzelle diese Menge an Information verarbeiten kann, muss sie diese dosieren bzw. regulieren.
Synapsen im Visier
Der Neurowissenschaftler Christian Rosenmund von der Berliner Charité beschäftigt sich seit Jahren mit der Funktion der Synapsen. „Man kann sich die Nervenzelle wie einen Musikliebhaber vorstellen. Er hört nicht einzelne Töne, sondern das ganze Konzert“, veranschaulicht er. Die Synapsen sind wie einzelne Töne. Manche spielen lauter, manche leiser.
Bisher war aber nicht bekannt, wie und wodurch diese reguliert werden können. Aber: Eine Fehlregulation der Synapsen kann fatale Auswirkungen auf die Verarbeitung von Signalen im Gehirn haben und letztendlich zu verschiedensten neurologischen Erkrankungen führen.
Funktion des Proteins Endophilin identifiziert
Erstmalig entdeckten die Wissenschaftler um Rosenmund nun den Regler für die Lautstärke der Nervenzellen – das Protein Endophilin. Seine Verbindung mit bestimmten Varianten des Glutamattransporters (VGLUT) ist hierfür verantwortlich. Die bisher bekannte Funktion dieses Eiweißes ist es, synaptische Bläschen mit dem Neurotransmitter Glutamat zu befüllen. Dass der Transporter auch eine regulierende Funktion hat, war für die Forscher eine große Überraschung.
Wie Synapsen unterschiedlich gesteuert werden
„Damit haben wir endlich einen Mechanismus identifiziert, wie Synapsen unterschiedlich gesteuert werden. Das Gehirn kann die Synapsen optimal an verschiedene Hirnfunktionen anpassen. Diese Erkenntnis kann uns nun helfen, verschiedenste neurologische Erkrankungen wie zum Beispiel Epilepsie zu verstehen oder sogar zu behandeln“, erklärt Rosenmund.
Daher wollen sich die Wissenschaftler künftig unter anderem mit der krankheitsrelevanten Bedeutung der Glutamattransporter näher beschäftigen.
(Charité-Universitätsmedizin Berlin, 28.03.2011 – DLO)
