Myelinschicht um Nervenzellen: variantenreicher als gedacht

CAMBRIDGE (Biermann) – Die Myelinschicht um die Ausläufer von Nervenzellen wird gerne mit der isolierenden Kunststoffschicht von Stromkabeln verglichen. Nun haben Wissenschaftler der Harvard-Universität allerdings herausgefunden, dass dieser vereinfachende Vergleich der tatsächlichen Funktion der fettreichen Schicht bei Weitem nicht gerecht wird.

Danach kommt die Isolierschicht, die für die rasche Weiterleitung von elektrischen Impulsen entlang der Nervenausläufer notwendig ist, nicht so häufig und gleichförmig vor, wie bislang angenommen wurde.

"Das MyelinAls Myelin bezeichnet man die Hüll- und Isoliersubstanz der Nervenfasern, die aus Lipiden und Proteinen besteht. Sie umgibt Nervenzellkörper und Axone und fördert die schnellere Weiterleitung einer Information. Im Zentralen Nervensystem wird es von OligodendrozytenGliazellen im ZNSZentralnervensystem, die Myelin im zentralen Nervensystem bilden., im peripheren Nervensystem von den Schwann-Zellen gebildet. ist eine relativ neue Erfindung der Evolution", erklärte Prof. Paola Arlotta vom Harvard Stem Cell Institute (HSCI). "Wir gehen davon aus, dass das Myelin dem Gehirn erlaubt, schnell mit entfernten Körperteilen zu kommunizieren, und es zu komplexen Funktionen befähigt." Tatsächlich führt der Verlust von Myelin zu schweren Störungen, beispielsweise bei der Multiplen Sklerose.

Nun haben die Wissenschaftler allerdings mit Hilfe elektronenmikroskopischer Schichtaufnahmen des Gehirns herausgefunden, dass "einige der wichtigsten und komplexesten Nervenzellen im Gehirn, die sogenannten Pyramidenzellen, weniger Myelin ausbilden als einfachere und evolutionsbiologisch betrachtet ältere Neurone", erklärte Arlotta.

Lange Abschnitte ohne Myelinschicht

Je näher Nervenzellen bei der Hirnrinde – dem evolutionsbiologisch betrachtet jüngsten und damit am weitesten entwickelten Gehirnbereich – lagen, desto weniger Myelin fanden die Forscher. Darüber hinaus "zeigten Nervenzellen der Hirnrinde eine völlig unerwartete Art der Myelinanordnung entlang ihrer Ausläufer: Hier wechselten sich bis zu 80 Mikrometer lange Abschnitte ohne Isolierschicht und Bereiche mit dicker Myelinschicht ab".

"Im Gegensatz zu der bisherigen Annahme, dass Nervenzellen immer das gleiche Myelinisierungsmuster entlang ihrer Axone zeigen, ergab unsere Studie, dass verschiedene Nervenzellen unterschiedliche Myelinmuster besitzen", sagte Arlotta.

Die Forscher glauben, dass die nun entdeckten Myelinisierungsstrategien den Nervenzellen dabei helfen könnten, mit benachbarten Neuronen zu kommunizieren. Schließlich könnten sie in myelinisierten Bereichen keine SynapsenSynapsen sind Kontaktstellen zwischen zwei Nerven oder zwischen einem Nerv und einem Muskel. Die ankommenden Informationen bzw. Erregungen werden mittels Neurotransmittern (Botenstoffe) über den synaptischen Spalt hinweg weitergegeben. ausbilden. Entsprechend werden die großen Lücken möglicherweise dazu benötigt, die neuronale Kommunikation zu verstärken und die Reaktionen verschiedener Nervenzellen miteinander zu synchronisieren. Dieses "Feintuning" elektrischer Impulse erlaube möglicherweise erst komplexe Hirnfunktionen, mutmaßen die Forscher.