Bayern 2 - Gesundheitsgespräch


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Wie Neurotransmitter wirken Botenstoffe und ihre Funktion

Nervenzellen haben definierte Kontaktstellen, um Botenstoffe abzugeben. Die Axone bilden Synapsen, die sich an Dendriten (eine Art Fortsatz) der anderen Zelle (Nervenzelle) oder der motorischen Endplatte einer Muskelzelle anheften.

Stand: 12.03.2015

Neurotransmitter übertragen Angstgefühle und vieles mehr - im Bild: Wissenschaftler vor einem Computer bei der Erforschung des sog. Furchtgedächtnisses (hier von Mäusen) | Bild: picture-alliance/dpa

Biochemischer Mechanismus

Wenn die (Botenstoff abgebende) Nervenzelle aktiviert wird, entsteht ein elektrisches Potential, das zu einem Kalziumeinstrom in die Zelle führt durch das die Vesikel (eine Art von Behälter),die mit den Transmittern gefüllt sind, mit der Zellmembrane verschmelzen und so die Botenstoffe in den sogenannten synaptischen Spalt zwischen den Zellen ausgeschüttet werden. Dieses Verschmelzen wird z.B. von Botulinustoxin gehemmt. Die andere (Botenstoff empfangende) Zelle hat Rezeptoren, an denen die Transmitter andocken können. Sie passen wie ein Schlüssel in ein Schloss. Dabei können ganz unterschiedliche Prozesse ablaufen: elektrische Impulse (z.B. durch das Öffnen von Ionenkanälen in der Zellmembrane) oder die Aktivierung von Proteinkinasen (eine Art der Eiweißstoffe), die wiederum dann weitere Prozesse in der Zelle anstoßen.

Wohin mit den Transmittern?

Wenn die Impulsübertragung stattgefunden hat, muss der synaptische Spalt wieder frei werden, damit weitere Impulse per Botenstoff gesendet werden können. D. h. die nicht angedockten Botenstoffe, aber auch die an einem Rezeptor angehefteten Transmitter müssen „aufgeräumt“ werden. Das kann auf unterschiedliche Art geschehen:

  • Entweder sie werden von Enzymen im synaptischen Spalt in Einzelteile gespalten und abtransportiert.
  • Oder sie werden von den ursprünglichen Zellen wieder aufgenommen. In diesen Prozess greifen die sogenannten Wiederaufnahmehemmer ein. Das sind Medikamente, mit denen langfristig die Zahl der Botenmoleküle im Spalt und damit die Wirkung der Botenstoffe beeinflusst werden.
  • Oder sie werden von benachbarten Gliazellen (Stützzellen des Gehirns) aufgenommen, beispielsweise geschieht dieses mit Glutamat.

Messung des Transmitter-Spiegels

Kann man Neurotransmitter messen?

Es ist nicht ganz einfach zu bestimmen, wie viel eines Botenstoffs im Gehirn vorhanden ist, aber es ist nicht unmöglich.

Im Bild: Ablauf eines biochemischen Prozesses mithilfe eines Neurotransmitters

Mikrokatheter

Zum einen kann man mithilfe eines Mikrokatheters, den man direkt ins Gehirn einführt, den Transmitter-Spiegel in der Zwischenzellflüssigkeit bestimmen. Dies macht man z.B. bei Patienten mit Hirntrauma, um die Hirnfunktion zu überwachen.

PET

Zum anderen ist es möglich, durch spezielle Positronen-Emissions-Tomographien (PET) teilweise die Verteilung der Rezeptoren zu quantifizieren, aus deren Anzahl kann man dann auch indirekt auf den Transmitterbesatz zurückschließen. Wobei man dabei allerdings nicht herausfindet, ob zum Beispiel die Rezeptoren alle mit einem Transmitter belegt sind oder die Anzahl der Rezeptoren vermindert ist.


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