Im Gehirn kommen außer den Nervenzellen weitere Zellen vor, die die sogenannte Glia bilden. Sie werden in die Zelltypen Mikroglia, Oligodendrozyten und Astrozyten unterteilt. Die Mikrogliazellen sind die Abwehrzellen des Gehirns. Ihre Aufgabe besteht darin, krankmachende Substanzen zu erkennen und zu beseitigen.

Quelle: MHH Myelinscheiden im Querschnitt unter dem Elektronenmikroskop

Die Nervenzellen im Gehirn sind über lange Fortsätze, die Axone, miteinander verbunden. Über diese werden die Nervenimpulse als elektrische Reize weitergeben. Damit eine schnelle Weiterleitung ermöglicht wird, sind die Axone von einer Isolationsschicht umgeben, dem Myelin. Dieses Myelin wird in Gehirn und Rückenmark von Oligodendrozyten gebildet. Die Astrozyten schließlich bilden die Mehrheit der Gliazellen im zentralen Nervensystem von Säugetieren und Menschen. Sie sind sternförmig verzweigt und haben daher ihren Namen. Erst seit einem Jahrzehnt sind sie im Blick der Forschung. Neurologen der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) haben nun das Zusammenspiel von Astrozyten und Mikroglia entschlüsseln können. 

"Wir haben erstmals in vivo zeigen können, dass die Astrozyten die Mikroglia aktivieren", sagt Professor Dr. Martin Stangel aus der Klinik für Neurologie und Mitglied des Ärztlichen Beirates der DMSG, Bundesverband e.V. Bislang sei die Forschung eher von einem umgekehrten Mechanismus ausgegangen, betont der Leiter der Abteilung Klinische Neuroimmunologie und Neurochemie. Die Arbeitsgruppe fand heraus, dass Astrozyten für eine Regeneration von Nervenzellen notwendig sind. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachmagazin "Brain" veröffentlicht.

Foto: MHH/Kaiser Professor Stangel (rechts) und Dr. Skripuletz im Labor

Aufräumen im Nervensystem als Voraussetzung für Regeneration

Die Wissenschaftler haben in Tierversuchen bei Mäusen das Myelin, das die Axone schützend umhüllt, mit einem Toxin angegriffen. Das geschädigte, in Teilstücke zerfallene Myelin, das seine Funktion als Isolationsmaterial der Nervenfortsätze verloren hat, wird von Mikroglia schnellstmöglich abgeräumt, damit die Oligodendrozyten wieder rasch eine neue Myelinschicht bilden können. "Je schneller die Bruchstücke verschwinden, desto schneller ist das Myelin wieder regeneriert", erläutert Dr. Thomas Skripuletz, Erstautor der Publikation. "Im Tiermodell dauerte die Regeneration wenige Wochen." Die Forscher konnten bei ihren Versuchstieren aber auch die Funktionsfähigkeit der Astrozyten "ausschalten". Sie beobachteten, dass das geschädigte Myelin dann an den Axonen liegen blieb und nicht weggeschafft wurde. Diese Fragmente verhinderten, dass sich eine neue Myelinschicht bilden konnte. "Die Astrozyten aktivieren die Mikroglia. Sind sie ausgeschaltet, kommt es letztendlich nicht mehr zu einer Regeneration der Isolationsschicht der Nervenzellen", sagt Professor Stangel.

Mit ihren Ergebnissen haben die Forscher einen weiteren Puzzlestein zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Zellarten im Gehirn beigetragen. In einem weiteren Schritt wollen sie klären, welche molekularen Faktoren zur Remyelinisierung führen. Das ist auch für die Bekämpfung von Krankheiten wie Multipler Sklerose wichtig, bei der es wegen eines Abbaus der Myelinschicht zu "Kurzschlüssen" in der Nervenleitung kommt.

Die Originalarbeit (in Englisch) finden Sie hier