Ionenkanäle steuern dopaminerge Neuronen

Sie entdeckten, dass ein Kalium-Ionenkanal (K-ATP) bei Mäusen in den Dopamin produzierenden Nervenzellen der Substantia nigra (SN-DA-Nervenzellen) im Mittelhirn aktiv und zudem wichtig für eine zeitweilig stark erhöhte Aktivität ist. Diese sogenannte „Burstaktivität“ geht mit einer verstärkten Dopamin-Freisetzung einher. Die neu erkannte Funktion der Ionenkanäle war essenziell für das Verhalten der untersuchten Mäuse. Wenn diese Kanäle selektiv in den SN-DA-Nervenzellen mithilfe viraler Techniken ausgeschaltet werden, „bursten“ diese Neuronen im intakten Gehirn kaum noch, und die so behandelten Tiere untersuchen eine neue Umgebung mit weniger Interesse.

Zusätzlich spielen die K-ATP-Kanäle auch pathophysiologisch eine Rolle. Die Forscher konnten zeigen, dass die SN-DA-Nervenzellen auch bei Parkinson-Patienten eine hohe „Burstaktivität“ aufweisen. Das Absterben dieser Nervenzellen ist eine der Hauptursachen der Parkinson-Symptomatik, wie erschwerte Bewegungen und das Zittern der Muskulatur.

Darüber hinaus zeigten die Forscher, dass eine regulatorische Untereinheit des K-ATP-Kanals, die durch das SUR1-Gen kodiert wird, in den überlebenden Nervenzellen bei Parkinson-Patienten verstärkt exprimiert ist. Diese Befunde weisen darauf hin, dass der K-ATP-Kanal bei Parkinson-Patienten in den SN-DA-Nervenzellen stärker aktiv ist und zur Pathophysiolgie des Morbus Parkinson beitragen könnte.

Die Kaliumkanäle in den SN-DA-Nervenzellen könnten daher einen möglichen Ansatzpunkt für die Parkinson-Therapie darstellen. Wirkstoffe, welche die Öffnung von K-ATP-Kanälen hemmen, werden bereits in der Therapie des Typ-2-Diabetes eingesetzt.

Literatur: Schiemann, J., et al.: Nature Neuroscience 2012, Online: doi:10.1038/nn.3185.