bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Effect of adrenocorticotropic hormone on UCP1 gene expression in brown adipocytes
Authors: Biswas Hirendra M.
Published: April 2017

Background:

Like other tissues, adrenocorticotropic hormone (ACTH) can produce its effect on brown adipose tissue (BAT). This study was taken to understand the direct effect of ACTH action on thermogenin gene expression and possible relation with α receptors and caffeine with this hormone.

Methods:

Brown fat precursor cells were isolated from interscapular BAT of young mice and grown in culture. The cells were exposed to norepinephrine (NE) and other agents. Total RNA was isolated after harvesting the cells, and northern blot analysis was performed. Hybridization was performed with nick translated cDNA probes. Filters were exposed to film, and results were evaluated by scanning. Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) was measured by using Amersham assay kit.

Results:

ACTH stimulates thermogenin gene expression in brown adipocytes. Initiation and maximum stimulations are observed with 0.01 μM and 10 μM (about 45%) of ACTH, respectively, in comparison to 0.1 μM of NE. Maximum response of cAMP is also observed with 10 μM of ACTH (about 64%). Studies with cirazoline and ACTH show that UCP1 mRNA expression is increased significantly with 10 μM of ACTH, whereas cAMP generation is decreased. In the presence of caffeine, ACTH increases cAMP generation and UCP1 gene expression more than twofold.

Conclusions:

ACTH stimulates thermogenin gene expression in cultured brown adipocytes. The complex interrelationship of ACTH with cirazoline indicates the possibility of relation between the activity of ACTH and α receptors in brown adipocytes. Further stimulation of cAMP generation and thermogenin gene expression is possible with ACTH in conjugation with caffeine and RO 20-1724.
Long-standing taxonomic and nomenclature issue of Lemmus obensis chrysogaster Allen, 1903 (Rodentia, Cricetidae) resolved
Authors: Abramson Natalia , Dokuchaev Nikolay , Petrova Tatyana
Published: April 2017

The taxonomic status and nomenclature of the golden lemming (Lemmus obensis chrysogaster) remained a puzzle for more than 100 years. It was considered either as an independent species Lemmus
chrysogaster or as a subspecies of Lemmus trimucronatus or Lemmus sibiricus. In the most authoritative checklists, without further evidence, it was transferred to the synonym of Lemmus amurensis. However, the type material and specimens from type locality have not been revised since 1903. Here we fill this gap. The sequence of the cytochrome b gene from topotype clearly indicates that the golden lemming is a younger synonym of L. trimucronatus.
Handlungssteuerung, Handlungsauswahl und Handlungswahrnehmung
Authors: Wohlschläger Andreas , Prinz Wolfgang
Published: April 2017

Die Vorstellung, dass die Wahrnehmung von Handlungen die Ausführung entsprechender Handlungen anregt (Ideomotorisches Prinzip), hat in der experimentellen Psychologie eine lange Tradition. In diesem Beitrag stellen wir neue Befunde aus Verhaltensexperimenten zur Wahrnehmungs - Handlungsinterferenz, zur Handlungsimitation und zur spontanen Handlungsinduktion vor, die das ideomotorische Prinzip stützen und präzisieren, vor allem im Hinblick auf die Rolle von Handlungszielen und Handlungsintentionen. Ferner diskutieren wir am Beispiel der Handlungswahrnehmung die Frage, wie verhaltenswissenschaftliche und neurowissenschaftliche Forschung aufeinander bezogen werden können. Aus neurophysiologischen Untersuchungen ist seit einiger Zeit bekannt, dass die Gehirne höherer Säugetiere über spezifische Strukturen verfügen, die die Handlungswahrnehmung unterstützen (bei Primaten insbesondere prämotorische und parietale Strukturen). Da ein charakteristisches Merkmal einiger dieser Strukturen darin besteht, dass sie sowohl an der Ausführung eigener als auch an der Wahrnehmung fremder Handlungen beteiligt sind, liegt es nahe, in diesen Strukturen die funktionelle Grundlage des ideomotorischen Prinzips zu vermuten.
Frühkindliche emotionale Erfahrungen beeinflussen die funktionelle Entwicklung des Gehirns
Authors: Bock Jörg , Helmeke Carina , Ovtscharoff Wladimir , Gruß Michael , Braun Katharina
Published: April 2017

Frühkindliche emotional gesteuerte Lernprozesse, wie die Entstehung der Kind-Eltern Beziehung, sind von grundlegender Bedeutung für die Ausbildung normaler sozioemotionaler und intellektueller Fähigkeiten. Tierexperimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass Störungen dieser emotionalen Bindung zu Veränderungen der Gehirnorganisation und zu Defiziten nicht nur im emotionalen, sondern auch im kognitiven Bereich führen. Das Ziel unserer Forschungsarbeiten ist es, die zellulären und molekularen Mechanismen zu untersuchen, die der erfahrungsabhängigen Gehirnreifung zu Grunde liegen, und herauszufinden, in welcher Weise frühkindliche emotionale Erfahrungen diese Prozesse beeinflussen. In unseren Untersuchungen am Modell der Filialprägung des Haushuhnkükens und der Elterndeprivation bei der Strauchratte (Octodon degus) konnten wir zeigen, dass die Unterbrechung des Kind-Eltern Kontaktes (Elternseparation) zu langfristigen spezifischen synaptischen Veränderungen in limbischen kortikalen Regionen führt, die bei emotionalem Verhalten, Lernen und Gedächtnisbildung eine grundlegende Rolle spielen. Zudem stellte sich heraus, dass es im Verlauf von frühkindlichen Erfahrungen zu erheblichen Veränderungen des Gehirnstoffwechsels kommt, die möglicherweise einen Ausgangspunkt für die später auftretenden synaptischen Veränderungen bilden. Weiterführende, interdisziplinäre Untersuchungen sollen zeigen, inwieweit die aus solchen tierexperimentellen Ansätzen gewonnenen Erkenntnisse einerseits in die Entwicklung neuer pädagogischer Konzepte im Vorschulbereich einfließen können, und ob sie andererseits auch dazu beitragen könnten, die Entstehung von entwicklungs- und umweltinduzierten Verhaltens- und Lernstörungen besser zu verstehen.
Fire & Flower in the Cochlea oder Wie die Haarsinneszellen im Innenohr in Abhängigkeit von Thyroidhormon erblühen
Authors: Fraenzer Juergen-Theodor , Zimmermann Ulrike , Weber Thomas , Winter Harald , Rüttiger Lukas , Knipper Marlies
Published: April 2017

In der kritischen Entwicklungsperiode des Innenohres, die mit dem Beginn der Hörfunktion endet - im Menschen ungefähr zwischen der zehnten und zwanzigsten embryonalen Woche, in Nagetieren wie Ratte und Maus zwischen Geburt und postnatalem Tag 12 (P12) - erfährt das Hörorgan einen terminalen Reifungsprozess, der insbesondere die synchrone morphogenetische, neuronale und zelluläre Differenzierung des Cortischen Organs umfasst. Wie wichtig gerade dieses Zeitfenster für die Entwicklung unserer Hörfähigkeit ist, zeigt sich darin, dass sich genetisch bedingte und erworbene Innenohrdefekte bevorzugt in dieser kritischen Entwicklungsperiode manifestieren. Während seit Dekaden bekannt ist, dass Schilddrüsenhormon-Mangel (Hypothyreose) Taubheit, mentale Retardation und Minderwuchs hervorrufen kann, beginnt man die molekularen Ursachen der Schwerhörigkeit bei Hypothyreose gerade erst im Detail zu verstehen. Ein erster überraschender Befund in unserem Labor war, dass das Thyroidhormon (TH) für die Entwicklung einer normalen Hörfunktion ausschließlich in der kritischen Entwicklungsperiode vor Hörfunktionsbeginn benötigt wird. Innerhalb dieser Zeit beeinflusst TH Stufe um Stufe von der Peripherie in Richtung Kortex terminale Differenzierungsprozesse über transkriptionelle Stimulation und Suppression von Genen. Die Identifizierung der in dieser Zeit durch TH regulierten Gene, ebenso wie das Studium ihrer Regulatoren, zeigt uns neue Ursachen für genetisch bedingte und erworbene Taubheit auf.
Wie funktioniert Riechen?
Authors: Keller Andreas
Published: April 2017

Die Klonierung der ersten Duftrezeptoren Anfang der 90er Jahre und die dadurch ermöglichten Experimente haben immens zum Verständnis der biologischen Grundlagen des Geruchssinns beigetragen. Ein Organismus exprimiert eine große Anzahl verschiedener Duftrezeptoren. Die allgemein akzeptierte Vorstellung ist, dass jede Riechzelle nur einen Duftrezeptor verwendet. Ein bestimmter Geruchseindruck entsteht dadurch, dass ein Duftmolekül an eine Kombination von Duftrezeptoren bindet und dadurch eine duftspezifische Kombination von Riechzellen aktiviert. Es wird vermutet, dass die Interaktion eines Duftmoleküls mit einem Rezeptor von der Form des Moleküls abhängt. In diesem Übersichtsartikel sollen die Ergebnisse psychophysikalischer Experimente und physiologischer Untersuchungen über den Geruchssinn vorgestellt werden. Besonderer Wert wird dabei auf Befunde gelegt, die mit dem aktuellen Modell nicht ohne weiteres zu erklären sind.
Verstärkte Langzeitpotenzierung und Umprogrammierung kortikaler Verbindungen nach Schädigungen der Sehrinde
Authors: Mittmann Thomas , Eysel Ulf T.
Published: April 2017

Treten Verletzungen der Sehrinde im Erwachsenenalter auf, reagiert das Zentralnervensystem mit einer funktionserhaltenden Reorganisation, bei der Nervenzellen in der Sehrinde durch Verstärkung synaptischer Kontakte neu verdrahtet werden und so neue oder zusätzliche Funktionen übernehmen können. Das geschieht zum Beispiel in der direkten Umgebung lokaler Schädigungen der primären Sehrinde. Diese Reorganisationsvorgänge haben wir in vivo im Sehsystem der Katze und in vitro im Kortex von Ratten untersucht. Veränderungen der funktionellen Repräsentation des Sehraumes in vivo (größere rezeptive Felder, veränderte Retinotopie) weisen auf Veränderungen der synaptischen Kopplung von Neuronen hin. Die in vitro Untersuchungen der synaptischen Plastizität ebenso wie immunhistochemische und molekularbiologische Arbeiten weisen auf Mechanismen, die auf eine transiente Regression in Richtung frühkindlicher Programme mit erhöhter Bereitschaft zur synaptischen Remodellierung deuten: Verschiebungen der Balance von Erregung und Hemmung zugunsten einer höheren Erregbarkeit, verstärkte synaptische Plastizität (Langzeitpotenzierung, LTP) und Veränderungen der beteiligten Glutamat-Rezeptoren. Von den modellhaft im Experiment gewonnenen Daten besteht ein Bezug zur klinisch-neurologischen Medizin und der möglichen Verbesserung einer trainingsabhängigen Rehabilitation nach Schädigungen des Zentralnervensystems.
Kortikale Kontrolle zielgerichteter Bewegungen
Authors: Himmelbach Marc , Karnath Hans-Otto
Published: April 2017

Um Handbewegungen präzise auf visuelle Ziele zu führen, müssen räumliche Informationen verschiedener Bezugssysteme integriert werden. Die Untersuchung der Verhaltensdefizite von Patienten mit Hirnschädigungen, die Untersuchungen der Hirnaktivität von Gesunden und neurophysiologische Untersuchungen an Affen ermöglichen uns einen Einblick in die Verknüpfung von Sensorik und Motorik für die Ausführung zielgerichteter Bewegungen. Bei Patienten mit parietalen Läsionen kann ein spezifisches Defizit visuell geführter Bewegungen beobachtet werden. Zeige- und Greifbewegungen auf Ziele, die in der visuellen Peripherie lokalisiert sind, weichen erheblich vom Ziel ab. Dieses Fehlverhalten wurde als „Optische Ataxie“ bezeichnet. Die perzeptive Einschätzung von Objektgrößen und das Erkennen von Gegenständen ist dagegen bei Patienten beeinträchtigt, die nach Läsionen inferior temporaler Hirnregionen eine „Visuelle Formagnosie“ aufweisen. Zusammen mit tierexperimentellen Befunden haben diese Beobachtungen wesentlich zu der Vorstellung beigetragen, dass unser Gehirn visuelle Informationen in zwei getrennten Verarbeitungswegen für motorische und perzeptive Prozesse aufbereitet. Ein dorsaler visueller Pfad soll ausgehend vom occipitalen Kortex über posteriore parietale Areale eine handlungsspezifische Informationsverarbeitung leisten, während ein ventraler occipito-temporaler Pfad Informationen für die bewusste Wahrnehmung und Erinnerung verarbeitet. Jüngere Untersuchungen geben Anlass zu einer Neubewertung dieses Modells. Sie zeigen, dass die streng dichotome Vorstellung der visuellen Informationsverarbeitung vermutlich nicht zutreffend ist.
Morphologie und synaptische Interaktion von Neuronen einer kortikalen Kolumne
Authors: Lübke Joachim , Feldmeyer Dirk
Published: April 2017

Ein grundlegendes Prinzip des Neokortex ist seine Organisation in funktionelle Kolumnen und ein weitreichendes horizontales System neuronaler Verbindungen. Diese Kolumnen mit ihren Netzwerken von Neuronen, die für alle sensorischen Hirnregionen nachgewiesen wurden, sind maßgeblich an der Generierung unterschiedlichster Wahrnehmungsprozesse unseres Gehirns beteiligt. Bisher ist jedoch relativ wenig darüber bekannt, wie komplexe Sinnesleistungen auf zellulärer Ebene verarbeitet werden.

In den letzten zehn Jahren wurden zahlreiche neuronale Verbindungen innerhalb und zwischen kortikalen Schichten funktionell und strukturell untersucht. Eine der wichtigsten Techniken ist dabei die simultane Patch-clamp Ableitung synaptisch gekoppelter Neurone bei gleichzeitiger intrazellulärer Biocytin-Füllung, die eine korrelierte Struktur-Funktionsanalyse erlaubt. Neben Gemeinsamkeiten zeigten sich jedoch große Unterschiede hinsichtlich der funktionellen und morphologischen Eigenschaften der synaptischen Transmission. Daraus folgt die Notwendigkeit, jede einzelne neuronale Verbindung separat zu beschreiben. Ziel dieser Untersuchungen ist letztlich, die Interaktion der einzelnen Verbindungen innerhalb des neuronalen Netzwerkes einer kortikalen Kolumne zu verstehen.
Funktionelle Magnetresonanz- Tomografie des menschlichen Gehirns
Authors: Dechent Peter , Frahm Jens
Published: April 2017

Die bildgebenden Verfahren der Magnetresonanz-Tomografie (MRT) sind nicht nur unverzichtbar für die medizinische Diagnostik, sie haben sich zudem zu wichtigen nichtinvasiven Werkzeugen in der biomedizinischen Forschung entwickelt. Dies gilt insbesondere für die grundlegenden und klinischen Neurowissenschaften. So ermöglicht die funktionelle MRT des menschlichen Gehirns eine detaillierte Charakterisierung kortikaler Systeme und Netzwerke von der primären Sensorik bis zur kognitiven Informationsverarbeitung. Aufgrund der wachsenden Verfügbarkeit geeigneter MRT-Geräte werden entsprechende Ansätze der Hirnbildgebung für Wissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen zugänglich. Ziel dieses Beitrages ist es daher, die wesentlichen Elemente eines funktionellen MRT-Experimentes zu erläutern - von der Übersetzung der eigentlichen Fragestellung in ein geeignetes Stimulationsparadigma über die Aufnahme hämodynamisch vermittelter MRT-Signale als Korrelate neuronaler Aktivitätsänderungen bis hin zu Aspekten der Datenauswertung und Visualisierung. Letztendlich verspricht das Verfahren die reduktionistische Vorgehensweise in der Neurobiologie durch ein integratives Konzept zu ergänzen und genetische ebenso wie erfahrungsabhängige Einflüsse mit der Funktion des Gehirns zu verbinden.
Das Umfeld macht es: wie Interneurone fürs Leben lernen!
Authors: Wirth Marcus J. , Patz Silke , Grabert Jochen , Wahle Petra
Published: April 2017

Die GABAergen inhibitorischen Interneurone der Hirnrinde bilden eine morphologisch, neurochemisch und elektrophysiologisch heterogene Klasse von Neuronen. Die Diversität ist nicht allein genetisch determiniert, sondern wird während der postnatalen Entwicklung durch Umgebungsfaktoren beeinflusst: bioelektrische Aktivität, Neurotrophine, Afferenzen und sensorische Erfahrung steuern die Entwicklung der neurochemischen Phänotypen. Wir haben im Modell der organtypischen Kultur zentraler visueller Strukturen die ontogenetische Expression von Glutamatdecarboxylasen-65/ 67 (GAD-65/67), Parvalbumin (PARV) und Neuropeptid Y (NPY) analysiert. Die Expression dieser drei Funktionsmarker ist von Aktivität und Neurotrophinen abhängig. Die PARV- und die NPY-Expression werden zudem durch thalamische Afferenzen moduliert. Die NPY-Expression muss von jungen Neuronen regelrecht „erlernt“ werden, um im adulten Kortex bedarfsabhängig aktiviert werden zu können. Wir postulieren die Existenz kritischer Perioden molekularer Plastizität in denen junge Interneurone in Abhängigkeit von Umgebungsfaktoren Phänotypentscheidungen treffen.
Sekundäre Immundefizienz nach ZNS-Verletzung: Charakteristika, Pathophysiologie und klinische Bedeutung
Authors: Schwab Jan M. , Prass Konstantin , Meisel Andreas
Published: April 2017

Infektionen sind die Haupt- Mortalitätsursache bei ZNS- verletzten Patienten nach Schlaganfall, traumatischer Hirnverletzung sowie nach Rückenmarkverletzung. Sie beeinträchtigen die Wundheilung sowie die neurologische Restfunktion. Eine lange Suche nach den zu Grunde liegenden Mechanismen hat zur Identifikation einer ZNS-gesteuerten, sekundären Immunsuppression geführt (CIDS). Diese betrifft sowohl die unspezifische als auch die spezifische Immunabwehr. ZNS-Verletzungen induzieren einen autoregulativen, negativen Feedback-Mechanismus, der zu einer Freisetzung von anti-entzündlichen Zytokinen/Faktoren wie IL-10, TGF-β, Neuropeptiden (α-melanocyte stimulating hormone (MSH), β-endorphin) führt. Zudem wird hauptsächlich durch die freigesetzten Zytokine TNF-α und IL-1β eine Aktivierung des Hypothalamus-Hypophysen- Nebennieren-Systems (HHNS) bewirkt. Die HHNS-Aktivierung stimuliert das symphatisch-autonome Nervensystem und führt zu einer Katecholaminliberation. Die freigesetzten Katecholamine bewirken die Deaktivierung und den Zelltod von Monozyten und Lymphozyten in Verbindung mit einer Reduktion der dendritischen Zellzahl. Die post-traumatische neuroendokrine Sympathikus-Aktivierung stellt einen ersten wichtigen Schritt dar, um die neurophysiologischen Grundlagen der induzierten Immundefizienz zu verstehen und damit besonders die Akutbehandlung nach ZNSVerletzung zu optimieren. Die durch ZNS-Verletzung verursachte prä-ganglionäre Sympathikus-Schädigung (Teil des ZNS-eigenen autonomen Nervensystems) verifiziert das ZNS als immunprivilegiertes Organ - allerdings in neuem Kontext.
Der Thalamus: Tor zum Bewusstsein und Rhythmusgenerator im Gehirn
Authors: Pape Hans-Christian , Meuth Sven G. , Seidenbecher Thomas , Munsch Thomas , Budde Thomas
Published: April 2017

Die Neurone des Thalamus erfüllen zwei Hauptaufgaben während unterschiedlicher Funktionszustände des Gehirns. Während Phasen der Wachheit und erhöhter Aufmerksamkeit generieren die thalamischen Neurone tonische Folgen von Aktionspotentialen, wodurch die eintreffenden sensorischen Signale von der Peripherie (Auge, Ohr, Haut...) getreu zum Kortex zur Endverarbeitung der Sinnesinformation weitergeleitet werden. Während Phasen des Schlafs generieren dieselben Neurone rhythmisch-oszillatorische Salvenentladungen (Bursts), die im thalamo-kortikalen Netzwerk zeitlich synchronisiert werden, in dieser Form als typische Schlafwellen im Elektroenzephalogramm zu erkennen sind und die drastisch reduzierte sensorische Antwortbereitschaft des Gehirns während dieser Phasen begründen. Diese Aktivitätszustände werden durch Transmitter des aufsteigenden aktivierenden Hirnstammsystems reguliert, die zelluläre und synaptische Mechanismen der Rhythmogenese kontrollieren. Pathophysiologische Alterationen dieser Mechanismen können zu epileptischen Anfällen mit Bewusstseinsverlust (Absencen) führen. In den vergangenen Jahren wurden Primärprozesse identifiziert, die ein Verständnis thalmo-kortikaler Funktionen auf molekular-zellulärer Ebene ermöglichen und - durch die Einbeziehung experimenteller Epilepsiemodelle - Hinweise auf Mechanismen der Epileptogenese und Anfallsgenerierung geben.
Gliazellen im Gehirn: Neue Eigenschaften und neue Funktionen
Authors: Seifert Gerald , Steinhäuser Christian
Published: April 2017

Gliazellen im Nervensystem sind über Jahrzehnte als passive Stützelemente betrachtet worden. Inzwischen ist jedoch klar, dass Astrozyten und Oligodendrozyten über ein ähnlich breites Repertoire an Ionenkanälen und Membranrezeptoren verfügen wie Nervenzellen. Spektakuläre Befunde der letzten Jahre zeigen, dass Subtypen von Gliazellen von Nervenzellen direkt synaptisch innerviert werden. Gliazellen (insbesondere Astrozyten) sind andererseits aber auch in der Lage, Transmitter zu synthetisieren, freizusetzen und dadurch benachbarte Neurone zu aktivieren und die Durchblutung zu regulieren. Astrozyten benutzen bei der Freisetzung Mechanismen, die bisher als typisch neuronale Eigenschaft angesehen wurden. Vor diesem Hintergrund ist es verständlich, dass auch die Forschung nach den Ursachen neuronaler Erkrankungen die Gliazellen intensiver ins Visier nimmt. Funktionelle und molekulare Untersuchungen legen beispielsweise nahe, dass veränderten Eigenschaften von Astrozyten eine zentrale Rolle bei der Entstehung und Ausbreitung von Krampfaktivität im Gehirn von Patienten mit Temporallappen- Epilepsie zukommt.
Muskarinische Acetylcholinrezeptoren und die neuronalen Mechanismen kognitiver Leistungen
Authors: Alzheimer Christian , Wess Jürgen
Published: April 2017

Die cholinerge Neuromodulation über muskarinische Acetylcholinrezeptoren (mAChRs) ist eine wichtige Voraussetzung für die kognitiven Leistungen, die von den verschiedenen Kortexarealen erbracht werden. Obgleich die Bedeutung von mAChRs (M1 - M5) für kognitive Prozesse außer Frage steht, sind die zugrunde liegenden Mechanismen auf der zellulären und synaptischen Ebene noch weitgehend ungeklärt. Wir berichten hier über Untersuchungen an M1- bzw. M2-Rezeptor-Knockout-Mäusen (M1-/-- bzw. M2-/--Mäuse), die neue und teilweise überraschende Erkenntnisse über die neuronalen Mechanismen und die Rezeptorpharmakologie der kognitionsfördernden Wirkungen von Acetylcholin liefern. Wider Erwarten zeigen M1-/--Mäuse normales hippocampales Lernen mit nur diskreten kognitiven Einbußen, die möglicherweise mit dem Ausfall neuronaler γ-Oszillationen zusammenhängen. Bei M2-/--Mäusen finden sich dagegen sehr viel stärkere Defizite, sowohl bei der synaptischen Plastizität im Hippocampus, als auch bei verschiedenen Lern- und Gedächtnistests. Eine Ursache könnte die fehlende Kontrolle der GABA-Freisetzung durch präsynaptisch lokalisierte M2-Rezeptoren sein. Die parallele Analyse von mAChR-defizienten Mäusen mit Verhaltenstests und hochauflösenden elektrophysiologischen Methoden stellt einen vielversprechenden Ansatz nicht nur in der Grundlagenforschung dar, sondern auch für eine zielgerichtete pharmakologische Therapie von Demenzerkrankungen.
Mit dem inneren Auge sehen – Wie hängen Wahrnehmung und Vorstellung zusammen?
Authors: Mast Fred W.
Published: April 2017

Die visuelle Vorstellung wurde schon immer mit visuellen Qualitäten beschrieben, aber die dieser Fähigkeit zugrunde liegenden Mechanismen blieben lange Zeit unklar. Mit dem Einbezug bildgebender Verfahren der Gehirnaktivierung wurde die Beteiligung früher visueller Areale bei visuellen Vorstellungsaufgaben aufgezeigt. Die Funktion dieser Areale lässt sich am besten durch die Verwendung verschiedener Forschungsmethoden aufzeigen, die ergänzend zur Bildgebung eingesetzt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass frühe visuelle Areale, die im Dienst der Wahrnehmung stehen, auch dann involviert sind, wenn Probanden in Abwesenheit einer Sinnesreizung visuelle Vorstellungsaufgaben lösen. Dieser enge Zusammenhang von Wahrnehmung und Vorstellung wird im Kontext von Top-down-Prozessen im Hinblick auf seine neuronalen Grundlagen diskutiert.
Neurodegeneration im Rahmen chronisch entzündlicher ZNS - Erkrankungen: Mechanismen und Ansätze für neuroprotektive Therapien
Authors: Diem Ricarda , Sättler Muriel B. , Bähr Mathias
Published: April 2017

Der sog. „programmierte“ oder apoptotische Zelltod von Nervenzellen trägt wesentlich zur Manifestation von Symptomen im Rahmen neurodegenerativer Erkrankungen wie z.B. dem Morbus Parkinson oder der Demenz vom Alzheimer Typ bei. Für die multiple Sklerose (MS), eine entzündlich demyelinisierende ZNS-Erkrankung, galt über viele Jahrzehnte die Auffassung, dass sich neurodegenerative Veränderungen erst spät im Krankheitsverlauf einstellen. Aus post-mortem Studien an Hirngewebe betroffener Patienten und experimentellen Arbeiten an Tiermodellen der MS weiß man jedoch seit einigen Jahren, dass es schon in frühen Stadien der Erkrankung zu neuronalem Zellsterben kommen kann. Da der Untergang von Neuronen bei der MS mit der Entstehung bleibender Behinderung bei den betroffenen Patienten korreliert, kommt dem Verständnis der entsprechenden Mechanismen eine große Bedeutung zu, vor allem im Hinblick auf die Entwicklung neuroprotektiver Therapieansätze. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den derzeitigen Wissensstand bezüglich des Auftretens und der Mechanismen neuronaler Apoptose im Rahmen chronisch entzündlicher ZNS-Erkrankungen. Ferner werden aktuelle Entwicklungsansätze neuroprotektiver Therapien dargestellt.
Mesiale Temporallappenepilepsie: Morphologische und neurochemische Plastizität des Hippokampus
Authors: Sperk Günther
Published: April 2017

Die mesiale Temporallappenepilepsie (TLE) repräsentiert die häufigste Form fokaler Epilepsien mit einem hohen Anteil pharmakoresistenter Patienten. Auffallendstes neuropathologisches Merkmal der TLE sind schwere neurodegenerative Veränderungen im Bereich des Hippokampus (Ammon’s Horn-Sklerose) und angrenzender Hirnareale (Amygdala, entorhinaler Kortex). Der epileptogene Prozess kann durch frühkindliche prolongierte Fieberkrämpfe oder einen Status epilepticus initiiert werden und es dauert meist Jahre bis die klinischen Symptome der TLE eintreten. Therapieresistenten Patienten steht heute die Option einer einseitigen Resektion des epileptischen Hippokampus zur Verfügung, welche in einem hohen Prozentsatz zu einer signifikanten Besserung der Erkrankung oder Anfallsfreiheit der Patienten führt. Untersuchungen in Tiermodellen der TLE und an Gewebe, das bei epilepsiechirurgischen Eingriffen von Patienten gewonnen wurde, haben in den letzten Jahren wertvolle Erkenntnisse zur Pathophysiologie der TLE erbracht. Der epileptische Hippokampus imponiert durch eine Vielzahl neurochemischer und morphologischer Veränderungen. Neurodegenerative Veränderungen betreffen insbesondere die Pyramidenzellen der Sektoren CA1 und CA3 des Hippokampus, Mooszellen und Interneurone im Hilus des Gyrus dentatus. Überlebende Nervenzellen bilden hingegen Axonkollaterale, welche zur Ausbildung neuer Schaltkreise beitragen können. Die wiederkehrenden epileptischen Anfälle und die fortschreitende Neurodegeneration verändern die Expression von Wachstumsfaktoren, von Neurotransmittersynthetisierenden Enzymen, von Neuropeptiden, von Rezeptoren und vielen anderen Proteinen neuronenspezifisch. Diese Veränderungen reichen bis hin zu einer vorübergehenden Expression sonst ausschließlich embryonaler Proteine oder einer Aktivierung neuronaler Vorläuferzellen und sind die Grundlage epileptogener aber auch endogener protektiver Mechanismen.
Stimulationsverfahren zur Behandlung von Depressionen
Authors: Heuser Isabella , Bajbouj Malek , Luborzewski Alexander
Published: April 2017

Unipolare Depressionen und bipolare Störungen sind schwere affektive Erkrankungen, an denen jährlich mehrere Millionen Patienten erkranken. Klassische psychopharmakologische und psychotherapeutische Therapiemöglichkeiten sind in der Regel wirksam, allerdings spricht eine relevante Anzahl von Patienten auf diese beiden Therapiegruppen nicht adäquat an. Insbesondere für diese Patienten sind die so genannten antidepressiven Stimulationsverfahren eine interessante Alternative. In der vorliegenden kurzen Übersicht sollen bereits etablierte Stimulationsverfahren wie die Elektrokonvulsionstherapie sowie neuere (transkranielle Magnetstimulation, Vagusnervstimulation) und experimentelle Behandlungsverfahren (Magnetokonvulsionstherapie, tiefe Hirnstimulation) vorgestellt werden.
Kortikale Mechanismen des Farbensehens
Authors: Hansen Thorsten , Gegenfurtner Karl R.
Published: April 2017

Farbensehen ist ein zentraler Bestandteil der visuellen Wahrnehmung. Farbe ist dabei mehr als eine ästhetische Komponente der visuellen Wahrnehmung: Farbe erleichtert das Erkennen von Objekten und spielt eine wichtige Rolle bei der Segmentierung und dem Wiedererkennen von Szenen. Die Erforschung des menschlichen Farbensehens hat eine lange und erfolgreiche Geschichte, doch die physiologischen Grundlagen des Farbensehens sind noch nicht vollständig verstanden. In jüngster Zeit wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die zu einer neuen Sicht der Verarbeitung von Farbe im visuellen Kortex führten. Es zeigt sich, entgegen früherer Vermutungen, dass Farbe nicht als eine isolierte visuelle Qualität in eng umgrenzten, spezialisierten Farbarealen verarbeitet wird. Vielmehr werden Farbe, Helligkeit und Form von denselben neuronalen Verbänden verarbeitet.
Mechanismen und Bedeutung der oxidativen Glutamattoxizität
Authors: Lewerenz Jan , Methner Axel
Published: April 2017

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 Χc-. 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.
Metabolische Regulation und neuronale Aktivität: Wie Hunger mobil macht
Authors: Wicher Dieter
Published: April 2017

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 Gs-Proteinen. Gq-Proteine werden hingegen nur durch AKH I effizient aktiviert. In den DUM-Neuronen führt die Aktivierung von Gq-Proteinen durch AKH I zur Steigerung eines als Schrittmacher fungierenden Ca2+-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.
Punktmutationen und Deletionen bei spinozerebellären Ataxien
Authors: Nolte Dagmar , Müller Ulrich
Published: April 2017

Die autosomal dominant vererbten spinozerebellären Ataxien (SCAs) zeichnen sich neuropathologisch durch Kleinhirn- und häufig Hirnstammatrophie sowie klinisch durch Ataxie, Dysarthrie, oft in Assoziation mit weiteren neurologischen Auffälligkeiten aus. Heute (Oktober 2006) sind 27 genetisch unterschiedliche Formen von SCAs bekannt. Das Krankheitsgen wurde bei 14 Formen identifiziert. Während neun SCAs eine dynamische Mutation (meist Wiederholung des Trinukleotids CAG) zugrunde liegt, finden sich bei fünf Formen (SCA4, 5, 13, 14, 27) Punktmutationen und kleine Deletionen in den entsprechenden Krankheitsgenen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die molekularen Grundlagen der SCAs4, 5, 13, 14 und 27. Gemeinsam ist diesen SCAs eine starke Expression der Krankheitsgene in den Purkinje-Zellen des Kleinhirns. Weiter spielen diese Gene eine wichtige Rolle bei der Regulation des Membranpotentials und/oder der Signaltransduktion. Bei SCA13 ist ein spannungsabhängiges Kaliumkanalgen (KCNC3) mutiert und bei SCA27 ist FGF14 verändert, welches mit spannungsabhängigen Na+- Kanälen interagiert. Das bei SCA5 mutierte Gen kodiert für βIII-Spektrin, welches stabilisierend auf Membranproteine, insbesondere den Purkinje-Zell-spezifischen Glutamat- Transporter wirkt. Bei SCA14 kommt der Proteinkinase Cγ eine wichtige Funktion bei der transmembranösen Signalübertragung zu. Die normale und abnormale Funktion des bei SCA4 veränderten Gens PLEKHG4 ist noch nicht bekannt.
Was sind und was können olfaktorische Hüllzellen tatsächlich?
Authors: Wewetzer Konstantin , Brandes Gudrun
Published: April 2017

Olfaktorische Hüllzellen (olfactory ensheathing cells, OECs) sind Schwann-Zell-ähnliche Gliazellen des olfaktorischen Systems mit regenerationsfördernden Eigenschaften. Von Cajal (1928) beschrieben und zunächst als olfaktorische Schwann-Zellen eingeordnet, werden OECs heute als ein intermediärer Zelltyp angesehen, der Eigenschaften von zentraler und peripherer Glia in sich vereint. Da OECs vorwiegend bezüglich ihrer regenerativen Effekte nach Transplantation untersucht wurden, sind viele Fragen zu ihrer Biologie unbeantwortet geblieben. Anders als zur Schwann-Zelle, deren Phänotyp während Entwicklung und Regeneration detailliert beschrieben wurde, liegen zu OECs nur vereinzelte Berichte vor. Es ist nach wie vor ungeklärt, inwiefern sich OECs von Schwann-Zellen molekular unterscheiden, und ob beide Zelltypen tatsächlich differenzielle Effekte nach Transplantation vermitteln. Der vorliegende Artikel formuliert aus der aktuellen Literatur drei Hypothesen zur Identität und regenerativen Kapazität von OECs. Die Diskussion dieser Hypothesen kann die Frage, was genau OECs „sind“ und was sie tatsächlich „können“ nicht abschließend klären, soll jedoch helfen, die zurzeit noch offenen Punkte zu präzisieren.
Dissoziative („psychogene“) Gedächtnisstörungen – Neuropsychologie und funktionelle Hirnbildgebung
Authors: Brand Matthias , Markowitsch Hans Joachim
Published: April 2017

Gedächtnisstörungen gehören zu den häufigsten Folgen von Hirnschäden. Sie können jedoch auch infolge von Stress und traumatischen Erfahrungen entstehen. Bei Patienten mit dissoziativer bzw. psychogener retrograder Amnesie, d.h. bei Personen, die sich aufgrund von Stress oder Trauma teilweise oder überhaupt nicht mehr an ihre Lebensgeschichte erinnern können, lassen sich trotz fehlenden Hirnschadens funktionelle Hirnveränderungen demonstrieren. Diese Veränderungen sind vorrangig in Bereichen des Stirnhirns und des Schläfenlappens zu finden, die im gesunden Hirn maßgeblich am Erinnern emotionaler Ereignisse mit Bezug zum eigenen Selbst beteiligt sind. Funktionelle Hirnveränderungen sind dynamisch, d.h. sie können sich bei Erholung von der Gedächtnisstörung wieder normalisieren. In diesem Beitrag wird einführend ein kurzer Überblick über Gedächtnissysteme und den Zusammenhang zwischen Stress und Gedächtnis gegeben. Anschließend werden exemplarisch Fälle von Patienten mit psychogener Amnesie vorgestellt sowie über neuropsychologische und Hirnbildgebungsbefunde berichtet.
Visuelle Aufmerksamkeit: Von Orten, Eigenschaften und Kontrasten
Authors: Treue Stefan , Womelsdorf Thilo , Martinez-Trujillo Julio C.
Published: April 2017

Das visuelle System von Primaten ist enorm leistungsfähig und hat eine Fülle von Mechanismen entwickelt, um der von den Netzhäuten gelieferten Informationsflut Herr zu werden. Dazu gehört die selektive Aufmerksamkeit. Diese fokussiert Verarbeitungskapazitäten auf die relevanten Aspekte des sensorischen Inputs. Der Selektionsprozess kann dabei auf der Grundlage der räumlichen Position eines Reizes, sowie aufgrund seiner sonstigen Eigenschaften (Bewegungsrichtung, Orientierung, Farbe, etc.) erfolgen. Extrazelluläre Einzelzellableitungen aus dem visuellen Kortex von Rhesus-Affen, die gelernt haben, komplexe visuelle Aufmerksamkeitsaufgabe zu lösen, haben das neuronale Korrelat der Aufmerksamkeitsselektion identifiziert. Es ist die spezifische Modulation der Sensitivität von Neuronen aufgrund der ‚feature-similarity’, der Übereinstimmung von beachteten Stimulusparametern und der Präferenzen des einzelnen Neurons. Diese Modulation erzeugt eine integrierte Salienzkarte, eine interne Repräsentation der visuellen Umwelt, in der die Reize besonders prominent codiert sind, die entweder eine hohe bottom-up Salienz, also einen großen lokalen Eigenschaftskontrast haben und/oder eine hohe Verhaltensrelevanz, also durch kognitive (top-down) Faktoren, wie die Aufmerksamkeit verstärkt wurden. Als Konsequenz dieser Modulation verfügt das visuelle System über eine gesteigerte Verarbeitungsfähigkeit für (potenziell) relevante Reize auf Kosten der Wahrnehmung der verbleibenden visuellen Signale.
Riechen, Schmecken, Lernen: Verhaltensneurogenetik der Drosophila-Larve
Authors: Gerber Bertram , Wegener Stephanie , Hendel Thomas
Published: April 2017

Die Steuerung des Verhaltens ist die biologische Funktion des Gehirns und der zentrale Gegenstand der Neurowissenschaft. Um diese Frage anzugehen, stellen wir ein zellulär sehr einfaches Modellsystem vor. Das Riechsystem der Taufliegenlarve (Drosophila) ist grundsätzlich dem der erwachsenen Fliege und dem von Säugern sehr ähnlich, sowohl was die „Logik“ der Rezeptorgenexpression angeht, als auch bezüglich der neuronalen Verschaltungen im Gehirn. Dabei kommen die Larven mit millionenfach weniger Zellen aus und können sich trotzdem in ihrer Duftumwelt zurecht finden und einfache Duftlernaufgaben bewältigen. Wir geben eine Übersicht über die Riech- und Schmecksysteme der Drosophila-Larve und stellen ein robustes Experiment zum verknüpfenden, assoziativen Lernen zwischen Düften und Futterbelohnung vor. Dazu werden erste Erkenntnisse über die beteiligten molekularen Vorgänge, Gehirnbereiche und Zellen dargestellt. Die Kombination aus Lernfähigkeit und zellulärer Einfachkeit der Larve mit den reichhaltigen Methoden der Drosophila-Genetik bereichern die neurobiologische Forschung um ein vielversprechendes Modellsystem.
Leuchtende Proteine im Nervensystem der Maus
Authors: Scheller Anja , Kirchhoff Frank
Published: April 2017

Transgene Mauslinien mit zelltypspezifischer Expression fluoreszenter Proteine (FPs) im Nervensystem sind zu einem der wichtigsten Routine-Instrumente neurobiologischer Grundlagenforschung geworden. Gut charakterisierte regulatorische Genelemente steuern die FP-Expression in Neuronen, Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia. Darüber hinaus wurden genkodierte Bio-Sensoren und - Modulatoren entwickelt, die sowohl die Beobachtung intrazellulärer Signalwege in vivo erlauben, als auch die direkte Manipulation neuronaler Schaltkreise durch lokale Lichtreize.
Multimodaler Atlas des menschlichen Gehirns: Ein Weg zur integrierten Struktur-Funktionsanalyse
Authors: Amunts Katrin , Zilles Karl
Published: April 2017

Brodmanns Hirnkarte (1909) ist immer noch eine weit verbreitete Referenz zur Analyse des Zusammenhangs von Struktur und Funktion bei funktionell bildgebenden Untersuchungen. Der direkte Vergleich (z.B. über den computerisierten Talairach- Atlas) mit Befunden aus der Bildgebung ist jedoch fraglich und reliable Aussagen darüber, welche zytoarchitektonischen Areale bei einer bestimmten Hirnfunktion involviert sind, können nicht getroffen werden. Wir zeigen hier deshalb einen neuen multimodalen, dreidimensionalen Atlas auf der Basis von Kartierungen an histologischen Schnittserien von zehn post mortem - Gehirnen. Zytoarchitektonische Analysemethoden haben sich seit Brodmanns Zeiten deutlich weiterentwickelt: (i) die Arealgrenzen werden über ein benutzerunabhängiges Verfahren bestimmt; (ii) sie werden mit denen einer rezeptorarchitektonischen Kartierung im Sinne eines multimodalen Ansatzes abgestimmt; (iii) die individuellen Karten werden in einen gemeinsamen 3D-Referenzraum gebracht und „Probability maps“ berechnet, die für jeden Punkt des Raumes Angaben zur interindividuellen Variabilität in Ausdehnung und Lage eines Areals enthalten.
Drosophila-Antenne gewährt Einblicke in grundlegende Mechanismen des Hörens
Authors: Göpfert Martin
Published: April 2017

Hörorgane sind faszinierende Sinnesorgane: Sie detektieren Schall und können gelegentlich Schall produzieren. Diese spontanen otoakustischen Emissionen sind eines der Hauptindizien für die Existenz des so genannten cochleären Verstärkers, eines aktiven Verstärkungsmechanismus im Innenohr, der auf Haarzellmotilität beruht. Insekten haben weder Cochlea noch Haarzellen. Neuere Untersuchungen an den antennalen Hörorganen von Drosophila zeigen allerdings, dass es auch in der Fruchtfliegen- Antenne einen „cochleären“ Verstärker gibt: Wie die Haarzellen von Wirbeltieren erzeugen die auditorischen Sinnesneuronen in der Drosophila-Antenne aktiv Kräfte und unterstützen dadurch die winzigen, durch Schall induzierten Schwingungen, die sie transduzieren. Diese neuronale Krafterzeugung, ihr Einfluss auf das makroskopische Verhalten des Ohrs und die beteiligten molekularen Mechanismen sind Thema dieses Artikels, der einen Überblick über den derzeitigen Kenntnisstand zur Funktionsweise des Fruchtfliegen-Ohrs gibt. Parallelen zwischen Fliegen-Hören und Wirbeltier-Hören werden aufgezeigt, welche die Drosophila-Antenne für die Analyse grundlegender Hörmechanismen prädestinieren.
Hippokampale Estrogensynthese und synaptische Plastizität
Authors: Fester Lars , Prange-Kiel Janine , Rune Gabriele M.
Published: April 2017

Unsere Untersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass nicht das Ovar die Quelle für Estrogen induzierte synaptische Plastizität im Hippokampus ist, sondern dieses aus dem Hippokampus selber stammt und haben damit einen Paradigmawechsel eingeleitet, der Estrogen als Neuromodulator unabhängig vom Geschlecht identifiziert. Hippokampale Neurone von Ratten beiderlei Geschlechts sind in der Lage, aus Cholesterol Estrogene de novo zu synthetisieren. Diese hippokampale Estrogensynthese ist sowohl für den Erhalt von Spinesynapsen in vivo als auch in vitro essenziell. Die Hemmung der Estrogensynthese zieht einen Synapsenverlust nach sich und Langzeitpotenzierung ist nicht mehr induzierbar. Die Effekte von hippokampalem Estrogen sind auto-/parakriner Natur, die über die bekannten Estrogenrezeptor-Subtypen, ERα und ERβ, vermittelt werden. Die Regulation der hippokampalen Estrogensynthese erfolgt über GnRH und erklärt die Korrelation der Spinesynapsendichte mit dem weiblichen genitalen Zyklus, die für den Hippokampus spezifisch ist.
Neuronale Chloridhomöostase: entwicklungs- und aktivitätsabhängige Regulation von Chloridtransportern
Authors: Blaesse Peter , Nothwang Hans Gerd
Published: April 2017

Neuronale Chloridregulation spielt eine zentrale Rolle bei zahlreichen Prozessen im Nervensystem. In den meisten adulten Neuronen ist die intrazelluläre Chloridkonzentration niedrig, sodass beim Öffnen von Chloridkanälen ein Einstrom der Anionen erfolgt. Dieser Einstrom bildet die Grundlage für schnelle synaptische Inhibition. Junge Neurone sowie einige sensorische Neurone weisen hingegen eine so hohe Chloridkonzentration auf, dass die Flussrichtung nach außen gerichtet ist und es beim Öffnen von Chloridkanälen zu einer chloridvermittelten Depolarisation kommt. Wir wissen heute auch, dass nach bestimmten neuronalen Aktivitätsmustern und bei neurologischen Erkrankungen wie Epilepsie und chronischem Schmerz, die intrazelluläre Chloridkonzentration verändert ist. Eine wichtige Rolle bei der neuronalen Chloridhomöostase spielen Kation-Chlorid- Kotransporter. Ihre Analyse hat immens zu unserem Verständnis der Chloridregulation beigetragen. Neuere Befunde zeigen dabei, dass die molekularen Mechanismen der Chloridregulation wesentlich komplexer und heterogener sind als wir es bis vor kurzem angenommen haben. In diesem Übersichtsartikel möchten wir die bisher bekannten Mechanismen zusammenfassen und aktuelle Fragestellungen aufzeigen.
Neuronale Entwicklung: Nikotinabhängige morphologische und funktionelle Veränderungen des Zentralnervensystems
Authors: Wessels Carina , Winterer Georg
Published: April 2017

Die somatischen Konsequenzen des Zigarettenrauchens und die resultierenden gesundheitsökonomischen Probleme sind bekannt, die Auswirkungen einer während der Gehirnentwicklung stattfindenden Nikotinexposition werden derzeit noch unterschätzt. Nikotinabhängigkeit sowie das ADHS (Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts- Syndrom) sind mit einem Nikotinkonsum der Mütter der Betroffenen während der Schwangerschaft assoziiert. Auch finden sich erste Hinweise darauf, dass Nikotinmissbrauch in der Jugend die Funktion des zerebralen Aufmerksamkeitsnetzwerkes und das Gedächtnis nachhaltig beeinträchtigen kann. Unklar ist hingegen bislang, welche Auswirkungen eine Nikotinexposition auf die Entstehung von psychiatrischen Erkrankungen hat. Tierexperimentelle und klinische Studien haben ergeben, dass eine Nikotinexposition während der Gehirnentwicklung - beginnend pränatal bis zur Adoleszenz - neben morphologischen Veränderungen zu einer persistierenden Beeinflussung neuronaler Transmissionssysteme führen kann. Es sollte mehr Aufklärung in der Bevölkerung erfolgen, um Nikotinkonsum bereits während der Schwangerschaft sowie bei Kindern und Jugendlichen zu vermeiden.Von entscheidender Bedeutung wird es außerdem sein, dass die zentralnervösen Nikotineffekte während der neuronalen Entwicklung noch besser verstanden werden. Unter anderem zu diesem Zweck wurde im vergangenen Jahr ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingerichtet; Nikotin: Molekulare und physiologische Effekte im zentralen Nervensystem (SPP1226).
Mitochondrien: von der frühen Evolution zu den altersassoziierten Erkrankungen des Menschen
Authors: Klopstock Thomas , Bender Andreas
Published: April 2017

Mitochondrien sind Abkömmlinge von aeroben Bakterien, die früh in der Evolution mit anaeroben Eukaryonten fusionierten und diesen damit die Energiegewinnung aus Sauerstoff ermöglichten. Von den ca. 1500 mitochondrialen Proteinen wird der Großteil nukleär codiert und in die Mitochondrien importiert, nur 13 Proteine werden noch von der mitochondrialen DNA (mtDNA) selbst codiert. Entsprechend unterscheidet man autosomal vererbte nukleäre und maternal vererbte mtDNA-assoziierte mitochondriale Erkrankungen. Zunehmend zeigt sich darüber hinaus, dass mitochondriale Funktionsstörungen auch eine bedeutsame Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen und beim Altern selbst spielen. Dies eröffnet die faszinierende Möglichkeit, dass zukünftige Therapien für mitochondriale Erkrankungen zugleich als neuroprotektive Medikamente gegen M. Parkinson und andere neurodegenerative Prozesse sowie zur Lebensverlängerung eingesetzt werden könnten.
M. Parkinson – Zukünftige Therapieoptionen aus der Grundlagenforschung
Authors: Ries Vincent , Depboylu Candan , Arias-Carrión Oscar , Oertel Wolfgang H. , Höglinger Günter U.
Published: April 2017

Die derzeitige Therapie des Morbus Parkinson ist im Wesentlichen eine symptomatische Behandlung, durch die ein Ausgleich des bestehenden Dopaminmangels im Striatum der Patienten erreicht werden soll bzw. die Dysbalance in den Regelkreisen der Basalganglien normalisiert werden soll. Der Wunsch, die im Rahmen der Erkrankung zugrunde gehenden Neurone vor einem weiteren Untergang zu schützen (Neuroprotektion) und dadurch das Fortschreiten der Erkrankung zu verlangsamen oder zu stoppen, ist Gegenstand intensiver Forschungen. Ein anderer Ansatz hat den Ersatz der zugrunde gegangenen Neurone zum Ziel (Neurorestauration), z. B. mittels Transplantation Dopamin produzierender Zellen oder einer Therapie mit Wachstumsfaktoren. Aufgrund der rasanten Entwicklung insbesondere auf dem Gebiet der Gentherapie mit Durchführung einer Reihe von Studien im Patienten wollen wir in diesem Übersichtsartikel den aktuellen Stand sowie zukünftige Entwicklungen bezüglich neuroprotektiver Strategien und zell- und gentherapeutischer Therapieansätze darstellen.