Schlaganfall: Hirnzellen verstärken schädliche Entladungen

20. Dezember 2016, 14:13
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Forscher haben die Mechanismen sogenannter "Depolarisationswellen" untersucht und herausgefunden, dass bestimmte Hirnzellen die fatalen Entladungen potenzieren

Bonn – Das Gehirn ist auf eine ständige Versorgung mit Sauerstoff angewiesen. Kommt es zu einem Sauerstoffmangel – etwa durch einen Schlaganfall – werden Nervenzellen im Eiltempo dahingerafft. Falls die Betroffenen überleben, können Lähmungen, Sprachschwierigkeiten oder andere Beeinträchtigungen zurückbleiben – je nachdem, welche Hirnbereiche verletzt wurden.

Bei einem Schlaganfall kann der geschädigte Hirnbereich infolge elektrischer Entladungen immer weiter anwachsen. Ursache dafür sind sogenannte Depolarisationswellen, die bereits Minuten nach einem Infarkt auftreten können. Sie starten im Kerngebiet des Infarkts und überrollen das umliegende Gewebe wie eine Lawine.

Diese elektrischen Entladungen setzen die Zellen unter lebensbedrohlichen Stress. "Die Depolarisationswellen wandern bis in das gesunde Gewebe hinein. Mit jeder Welle kann sich das Infarktvolumen mehr und mehr vergrößern", sagt Gabor Petzold vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE).

Wechselwirkung von Nervenzellen und Astrozyten

Forscher vom DZNE haben nun die Mechanismen von Depolarisationswellen an Mäusen untersucht und herausgefunden, dass verschiedene Ereignisse und Zelltypen zusammenspielen und die Entladung verstärken. Eine entscheidende Rolle spielen dabei sogenannte Astrozyten. Diese Zellen sind gemeinsam mit den Nervenzellen des Gehirns zu einem Netzwerk verflochten und an diversen Stoffwechselprozessen beteiligt. "Jede Welle ist potentiell gefährlich. Allerdings entstehen die Schäden erst nach und nach. Hier gibt es einen kumulativen Effekt. Eine Behandlung könnte daher positive Wirkung haben, auch wenn sie erst Tage nach dem Schlaganfall erfolgt", sagt Petzold.

"Wenn die Nervenzellen depolarisieren, setzen sie große Mengen des Botenstoffs Glutamat frei. Das Glutamat diffundiert dann zu anderen Zellen, insbesondere zu benachbarten Astrozyten", erläutert der Experte weiter. "Das wusste man schon. Doch wir konnten nun zeigen, was im Anschluss passiert: Das Glutamat lässt die Konzentration an Kalzium innerhalb der Astrozyten in die Höhe schnellen. Infolgedessen setzen die Astrozyten ebenfalls Glutamat frei. Das kann dann wiederum auf Nervenzellen einwirken. So kommt ein Teufelskreis in Gang, der die Depolarisationswelle potenziert. Dabei wirken die Astrozyten als Verstärker."

Die Neurowissenschaftler konnten auch nachweisen, dass Medikamente diese Ereigniskette unterbrechen und den abnorm erhöhten Kalzium-Spiegel innerhalb der Astrozyten reduzieren können. "Bisher gibt es keine etablierte Therapie, die gezielt auf die Depolarisationswellen einwirkt. Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass es möglich ist, die Häufigkeit und Schwere dieser Entladungen abzumildern, wenn man in den Kalzium-Stoffwechsel der Astrozyten eingreift. Prinzipiell könnte dies auch beim Menschen möglich sein. Das wäre ein neuartiger Ansatz für die Behandlung des Schlaganfalls", so Petzold. (red, 20.12.2016)

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