Magnet-Modell

 

 

Zyklusvorlesung "Sinnesphysiologie - vom Ionenkanal zum Verhalten"

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Der Magnetsinn - Orientierung im Magnetfeld der Erde


Themen:

Ein Modell für Magnettransduktion
 
maggate.jpg Wie kann eine Änderung im Magnetfeld die elektrische Aktivität eines Neurons verändern? Die elektrische Aktivität von Neuronen (die Anzahl von Aktionspotentialen pro Zeit) wird durch Ionenkanäle kontrolliert. Bei Öffnung von Kationenkanälen fließt ein depolarisierender Strom in das Neuron und erhöht die AP-Frequenz. Umgekehrt kann die Öffnung von Anionenkanälen die Neurone hyperpolarisieren und damit hemmen.
 
Es gibt gute Hinweise dafür, daß Magnetitketten als Sensoren für den lokalen Magnetfeldvektor dienen. Damit eine Drehung der Magnetitkette in eine Depolarisation umgesetzt wird, muß der Magnetit die Aktivität eines Ionenkanals kontrollieren. Eine Arbeitshypopthese sieht die Magnetitkette in direkter Verbindung mit einem Ionenkanal - vielleicht mit Mikrotubuli oder Mikrofilamenten am Kanal befestigt.
 
Jeder Kanal hat einen "Gating"-Mechanismus, eine molekulare Vorrichtung, die die Pore des Kanals öffnet oder verschließt. Solch ein Gating-Mechanismus ist rechts in Form einer Kugel symbolisiert, die den Weg durch die Pore freigibt oder verschließt. Solche Verschlußkugeln sind bei Ionenkanälen durchaus bekannt (Stichworte: N-type inactivation, chain-and-ball mechanism, Kurzinfo). Die Magnethypothese sieht vor, daß eine solche Kugel bei geeigneter Drehung des Magnetfeldes (grau) von der Pore weggezogen wird. Dadurch wird die Pore frei, Strom fließt in die Zelle, depolarisiert die Membran und aktiviert das Neuron. Diese Hypothese ist noch keineswegs bewiesen, aber sie dient dazu, neue Experimente zu entwerfen, um das Geheimnis der Magnettransduktion aufzuklären.
 
Nach: Walker, M.W. et al. (2002) The magnetic sense and its use in long-distance navigation by animals. Current Opinion in Neurobiology 12: 735-744.