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Neurobiologie: Wolkige Signale

Manche Neurone geben Signale nicht gezielt über Synapsen, sondern nach dem Gießkannen-Prinzip weiter.
In der Regel kommunizieren Nervenzellen über nur wenige tausendstel Millimeter breite Kontaktstellen – die Synapsen – miteinander. Hier schüttet die Senderzelle einen Neurotransmitter aus, der an Rezeptorproteine auf der Zielzelle bindet und diese so entweder hemmt oder erregt. Forscher um Gábor Tamás von der Universität Szeged in Ungarn zeigten nun, dass bestimmte Neurone im Kortex nur sehr wenige Synapsen ausbilden und ihre Botenstoffe diffus in Form von Wolken freisetzen. Diese so genannten neurogliaartigen Zellen gehören zu den Interneuronen: Sie verknüpfen zwei oder mehr Nervenzellen über kurze Strecken miteinander und hemmen die Zielzellen mithilfe ihres Signalstoffs, der Gamma-Aminobuttersäure (GABA).

Im Allgemeinen begrenzen Gliazellen die Wirkung des Neurotransmitters: Sie nehmen die GABA-Moleküle wieder auf, um ihre Konzentration im Gewebe gering zu halten und ihre Bausteine wieder zu verwenden. Deshalb waren Wissenschaftler bislang davon ausgegangen, dass neurogliaartige Zellen und Interneurone koordiniert oder besonders lange feuern müssten, um die Aktivität von Empfängerzellen zu beeinflussen.

Die ungarischen Forscher bedienten sich nun der Patch-Clamp-Technik, um gezielt einzelne Interneurone zu aktivieren und die Wirkung auf benachbarte Nervenzellen zu beobachten. Ergebnis: Obwohl neurogliaartige Zelle ihren Neurotransmitter großflächig ins Gewebe abgeben und ihn damit stark verdünnen, reicht seine Konzentration aus, um die meisten umliegenden Neurone dauerhaft zu hemmen. Die Botenstoffe wirken dabei nicht wie gewöhnlich nur an den Synapsen, sondern binden an über die gesamte Oberfläche der Empfängerzellen verteilte GABA-Rezeptoren.

"Die Zielzellen besitzen spezifische Rezeptoren, die schon auf geringe Konzentrationen von GABA reagieren", erklärt Tamás. Außerdem reichten nach Ansicht des Forschers geringe Menge des Botenstoffs auch deshalb aus, weil die Zellausläufer im Kortex dicht beieinander liegen. (lw)


Oláh, S. et al.: Regulation of cortical microcircuits by unitary GABA-mediated volume transmission. In: Nature 461, S. 1278-1281, 2009.

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