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Lexikon der Biologie: axon guidance

axon guidance, axonale Wegfindung, umfaßt alle Mechanismen, die dazu beitragen, daß Axone (Axon) im sich entwickelnden Nervensystem den Weg zu ihren entsprechenden Zielzellen finden, um mit diesen Synapsen zu bilden. Axone benutzen dazu spezielle "Wegweisermoleküle" (guidance molecules), die sich in ihrer Umgebung, d. h. entweder auf Zelloberflächen oder in der extrazellulären Matrix, befinden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen anziehenden und abstoßenden Effekten. Moleküle, die anziehend wirken, fördern das Wachstum der Axone in der entsprechenden Richtung, während abstoßende Faktoren Axone daran hindern, einen bestimmten Weg einzuschlagen. Beide Klassen von Wegweisermolekülen können außerdem in sog. "long-range guidance cues" bzw. "short-range guidance cues" unterteilt werden. Erstere sind sezernierte Moleküle, die wachsenden Axonen die allgemeine Wachstumsrichtung anzeigen, während letztere den einzuschlagenden Weg vorgeben. Short-range cues wirken also über direkten Zell-Zell-Kontakt bzw. Zell-Matrix-Kontakt. Axone finden zu ihren Zielzellen, indem sie fortlaufend die Signale, die sich aus der Wechselwirkung von entsprechenden Rezeptoren, die in der Membran des Wachstumskegels sitzen, mit den Wegweisermolekülen entlang ihres Weges analysieren und darauf reagieren. Axonale Wegfindung ist demzufolge bestimmt durch das Zusammenspiel zwischen positiven und negativen Einflüssen. Es ist noch nicht ganz geklärt, wie die Milliarden von Axone im sich entwickelnden Nervensystem – teilweise über große Distanzen hinweg – die richtigen Ziele finden. Wahrscheinlich wirken sowohl eine Führung über Distanz via Konzentrationsgradienten von diffundierenden Substanzen, z. B. Netrinen, als auch eine direkte Führung über Bindungen von Zelloberflächenmolekülen, z. B. Vertreter der Familie der Neuronalen Zelladhäsionsmoleküle (Adhäsine, N-CAM), zusammen. Axonwachstum, Nervenzelle.

E.St.

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