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Neurochemie: Neurotransmitter binden an Chloridkanäle

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Biogene Amine, zu denen wichtige Neurotransmitter wie Dopamin oder Serotonin gehören, können auch an Chloridkanäle in den Zellmembranen von Neuronen binden und die Nervenzellen damit inaktivieren. Damit scheinen diese Substanzen im Nervensystem mehr Funktionen auszuüben, als bislang vermutet.

Bereits im Jahr 2000 hatte die Arbeitsgruppe von Robert Horvitz vom Massachusetts Insitute of Technology im amerikanischen Cambridge beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans entdeckt, dass Serotonin den Chloridkanal MOD-1 öffnet. Dadurch strömen Chloridionen in die Nervenzelle ein und senken deren Erregbarkeit. Im Jahr 2002 erhielt Horvitz den Medizinnobelpreis für grundlegende Arbeiten über den programmierten Zelltod bei C. elegans.

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Chloridkanal in C. elegans | In Neuronen am Kopf des Nematoden Caenorhabditis elegans ist der Chloridkanal LGC-53 durch das grün floureszierende Protein (GFP) markiert. An dem Kanalprotein bindet das biogene Amid Dopamin und öffnet ihn, so dass Choridionen in die Nervenzelle einströmen. Rot markiert sind "normale" Nervenzellen, die auf den Neurotransmitter Dopamin ansprechen.
Horvitz und seine Mitarbeiter haben jetzt 26 Ionenkanäle des Nematoden, die MOD-1 ähneln, genauer untersucht. Tatsächlich fanden sie drei bislang unbekannte Kanalproteine, die durch biogene Amine geöffnet werden: Dopamin bindet an den Kanal LGC-53, Tyramin – das vermutlich nur bei wirbellosen Tieren eine Rolle spielt – öffnet LGC-55, und das Kanalprotein LGC-40 wird – wenn auch nur im geringen Maße – durch Serotonin aktiviert. Der Dopamin-Kanal LGC-53 ließ sich wiederum durch antipsychotisch wirkende Medikamente wie Haloperidol blockieren.

Damit stellt sich für die Forscher die Frage, ob es auch beim Menschen derartige Chloridkanäle gibt, die durch biogene Amine geöffnet werden. Da zu diesen Substanzen auch Drogen wie Kokain sowie Wirkstoffe von Psychopharmaka zählen, hätte dies weit reichende Konsequenzen für die Pharmaforschung. (aj)

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  • Quellen
Ringstad, N. et al.: Ligand-Gated Chloride Channels Are Receptors for Biogenic Amines in C. elegans. In: Science 325, S. 96–100, 2009.

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