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21.09.08 Hyperaktive Hirnzellen in der Umgebung von Alzheimer-Plaques

Erstmals direkter Blick auf Nervenzellenaktivität bei Alzheimer-Krankheit

Massiv erhöhte neuronale Aktivität in der Nähe von Alzheimer-Plaques

Abb. 1: Fluoreszenzaufnahme eines amyloiden Plaques im Gehirn einer erkrankten Maus. In der Umgebung des Plaques (blau) befinden sich Nervenzellen (grün) und Gliazellen (gelb-rötlich).
Quelle: Institut für Neurowissenschaften der TU München

Der Alzheimer-Krankheit ist eine weit verbreitete neurologische Erkrankung des hohen Alters. Sie ist durch eine sich schleichend entwickelnde Funktionsstörung des Gehirns gekennzeichnet, bei der Nervenzellen langsam, aber stetig fortschreitend zugrunde gehen. Dadurch wird im Verlauf der Erkrankung zunehmend die Hirnleistung beeinträchtigt - besonders im Bereich des Gedächtnis-, des Orientierungs- und des Urteilsvermögens. Diese Störungen der Hirnfunktion wurden bisher allgemein durch die Aktivitätsabnahme in Nervenzellen sowie durch den Abbau der Nervenzellkontakte erklärt. Aktuelle Untersuchungen des Institutes für Neurowissenschaften der TU München in Zusammenarbeit mit der Novartis Pharma AG und der LMU München liefern nun erstmals konkrete Informationen über die Funktionsstörungen der Nervenzellen im erkrankten Gehirn.

Eine Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Arthur Konnerth und Prof. Olga Garaschuk konnte durch den Einsatz neuartiger Mikroskopie-Methoden im Mausmodell erstmals die Aktivität von Nervenzellen im erkrankten Gehirn direkt beobachten. Ermöglicht wurden die Messungen durch die Verwendung spezieller Fluoreszenzfarbstoffe, deren Leuchtintensität entsprechend der Zellaktivität zunimmt.

Die Untersuchungen bestätigen teilweise frühere Vermutungen, dass bei Alzheimer die Nervenzellaktivität abnimmt. Überraschend war jedoch, dass bei einem Teil der Hirnzellen eine massive Zunahme der Aktivität beobachtet wurde. Die "hyperaktiven" Hirnzellen befinden sich immer in unmittelbarer Nähe von amyloiden Plaque-Ablagerungen, einem der Hauptmerkmale der Alzheimer-Krankheit. Verschiedene Hinweise belegen, dass die Ursache für die starke Aktivitätszunahme eine lokale Enthemmung im Plaquebereich ist. Die hyperaktiven Hirnzellen sind dabei häufig synchron aktiv. Diese Beobachtung liefert einen Erklärungsansatz für die erhöhte Neigung mancher Alzheimer Patienten zu epileptischen Anfällen.

Die wissenschaftliche Arbeit etabliert einen bahnbrechenden methodischen Ansatz, mit dessen Hilfe in Zukunft die spezifischen neuronalen Funktionsstörungen in verschiedenen Hirngebieten gezielt aufgeklärt werden können.

Quelle:

Clusters of Hyperactive Neurons Near Amyloid Plaques in a Mouse Model of Alzheimer's Disease
M. A. Busche, et. al., Science 2008, DOI: 10.1126/science.1162844

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Hyperaktive Hirnzellen in der Umgebung von Alzheimer-Plaques
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2008sep/alzheimer.shtm)

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