Um auch in der Dunkelheit sehen zu können, spielt die Verfügbarkeit von Calcium in der Netzhaut des Auges eine wichtige Rolle. Nun hat ein deutsches Forscherteam aufgeklärt, wie es die Retina schafft, kontinuierlich Calcium aus dem umgebenden Milieu über die Kanäle in die Photorezeptoren einströmen zu lassen. Ist diese Funktion der lang anhaltenden Calciumsignale defekt, entsteht eine angeborene Form der Nachtblindheit. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“.
{1l}
Die Netzhaut oder Retina ist der Licht aufnehmende, sensorische Teil des Auges. Hier wandeln Photorezeptoren Lichtreize in elektrische Signale um. Diese Signale werden an den Kontaktstellen, den Synapsen, zwischen den Photorezeptoren und den in der Informationskette nachfolgenden Bipolarzellen mit Hilfe des Botenstoffs Glutamat übertragen. Bei dessen Freisetzung spielen die Calciumkanäle in der Retina eine entscheidende Rolle. Denn damit bei Nacht gesehen werden kann, muss kontinuierlich Calcium aus dem umgebenden Milieu über die Kanäle in die Photorezeptoren einströmen.
Kontinuierlicher Calciumtransport
„Diese Aufgabe leisten die Calciumkanäle, wie wir in einer vorangegangenen Arbeit gezeigt haben“, so Christian Wahl-Schott vom Zentrum für Pharmaforschung der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München. „Damit unterscheiden sie sich aber von nahe verwandten Calciumkanälen, den so genannten „High Voltage Activated Calcium Channels“, wie sie etwa im Herz, im normalen Muskel, den Drüsen und im Gehirn vorkommen. Diese Kanäle können Calcium nicht kontinuierlich transportieren, weil sie über einen Mechanismus verfügen, der ihnen erlaubt, sich selbst abzustellen.“ Dank dieser negativen Rückkopplung, der „Calcium-abhängigen Inaktivierung (CDI)“, wird eine Überladung der Zelle mit Calcium verhindert.
In den Calciumkanälen der Retina gibt es diesen wichtigen Regulationsweg aber nicht. „Uns hat interessiert, wie die Calciumkanäle der Netzhaut diese negative Rückkopplung unterdrücken können“, berichtet Wahl-Schott. „Wir konnten die dafür verantwortliche regulatorische Domäne am Ende des aus etwa 2.000 Bausteinen, so genannten Aminosäuren, bestehenden Calciumkanalproteins identifizieren, die dafür verantwortlich ist. Diese Domäne haben wir 'Inhibitor der Calcium-abhängigen Inaktivierung (ICDI)' genannt.“ Wird diese Domäne entfernt, verhalten sich die Calciumkanäle in der Retina wie ihre nahen Verwandten und zeigen plötzlich den negativen Rückkopplungsmechanismus der Calcium-abhängigen Inaktivierung.
Inaktivierung führt zu Nachtblindheit
„Unser Ergebnis hat auch große pathophysiologische Relevanz“, so Wahl-Schott. „Es hat sich nämlich gezeigt, dass in den retinalen Calciumkanälen von Patienten mit einer Form der angeborenen Nachtblindheit genau diese Domäne fehlt. Jetzt ist auch klar, was dann passiert: Die Betroffenen können in der Dunkelheit nichts sehen, weil sich die Kanäle selbst Calcium-abhängig inaktivieren. Das hat zur Folge, dass die für den Sehprozess im Dunkeln notwendigen permanenten Calciumsignale nicht entstehen können.“
(Ludwig-Maximilians-Universität München, 10.10.2006 – AHE)
