Abstract

DO.09.01

Müllerzellen: Grundlagen und Beitrag zu Netzhauterkrankungen

Andreas Reichenbach

Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig

Hintergrund und Ziel:
Müllerzellen sind die dominierenden Gliazellen der Retina. Wie die Gliazellen in anderen Sinnesorganen und im Gehirn unterstützen sie Funktion und Überleben der Neuronen (durch Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses der Informationsverarbeitung bzw. durch Aufrechterhaltung einer metabolischen „Symbiose“ mit den Neuronen). Diese Doppelrolle der Glia beruht weitgehend auf spezifischen homoeostatischen Mechanismen. gegenwärtig beginnen wir gerade erst zu verstehen, welche Mechanismen dies sind, wie sie simultan in einer Zelle organisiert und integriert werden und wie ihre Beeinträchtigung zu retinalen Dysfunktionen und Erkrankungen beiträgt.
Methoden:
Verschiedene experimentelle Methoden (Elektrophysiologie, Imaging-Techniken sowie optische und biomechanische Meßtechniken) werden eingesetzt, um gliale Funktionen in Netzhautpräparaten von Kontrolltieren und von diversen Tiermodellen retinaler Degeneration zu untersuchen.
Ergebnisse:
Wir konnten zeigen, daß die Müllerzellen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der retinalen Informationsverarbeitung mittels mehrerer Mechanismen erhöhen, beispielsweise durch (1) Lichtleitung zu den Photorezeptorzellen, (2) Aufnahme überschüssiger Neurotransmitter-moleküle aus dem Extrazellulärraum und (3) Gewährleistung einer effizienten Clearance überschüssiger extrazellulärer Kalium-Ionen. Die letzteren beiden Funktionen sind auch für das neuronale Überleben essentiell – um exzitotoxische Effekte von Glutamat zu verhindern – und sind mit der Wasser-Clearance gekoppelt, die ebenfalls überlebenswichtig ist. Bei reaktiver Müllerzell-Gliose wird die dominante Kaliumleitfähigkeit der Membran herunterreguliert und alle o.g. glialen Funktionen brechen zusammen. Beispielsweise ist die gestörte Kalium-Homoeostase von defizienter Wasser-Clearance begleitet; die Zellen schwellen und verändern ihre optischen Eigenschaften, was sie als Lichtleiter untauglich macht.
Schlussfolgerungen:
Die gliotische Verminderung der Kalium-Leitfähigkeit ist offenbar ein Schlüsselereignis beim Zusammenbruch der Glia-Neuron-Interaktionen, indem sie eine schwere (weitere) Beeinträchtigung von Funktion und Überleben der Neurone einleitet.

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