Einführung
Neuronale Ca2+-Signale
Einführung
Die intrazelluläre Ca2+-Konzentration reguliert in Neuronen - wie in anderen Zellen - eine Fülle von physiologischen Parametern. Ca2+ kann Enzyme aktivieren oder hemmen, kann Ionenkanäle öffnen oder schließen, und kann komplexe Reaktionsabläufe wie Exozytose, Kontraktion oder Zellteilung an- oder abschalten. Zudem ist Ca2+ an vielen Signaltransduktionsprozessen beteiligt, die den Informationsfluß innerhalb einer Zelle, zwischen zwei Zellen und zwischen den Zellen eines vernetzten Neuronenverbandes ermöglichen.
Wegen der zentralen Rolle, die Ca2+ bei vielen Lebensfunktionen der Zelle spielt, werden intensive Forschungsanstrengungen unternommen, um das Zustandekommen und die physiologische Funktion zellulärer Ca2+- Signale zu verstehen. Besonders Fortschritte in der Fluoreszenzoptik haben in letzter Zeit wesentliche neue Erkenntnisse über neuronale Ca2+-Signale erbracht. In diesem Skript werden einge der wichtigsten Resultate aus biochemischen und biophysikalischen Studien zusammengefasst.
Zunächst wird erklärt, wie Ca2+-Signale in lebenden Zellen gemessen werden. Dann wird dargestellt, wie Ca2+-Signale durch die Aktivierung von Ionenkanälen in der Plasmamemban und im endoplasmatischen Retikulum erzeugt werden. Die besondere Rolle des endoplasmatischen Retikulums bei der Entstehung regenerativer Ca2+-Signale (Ca2+-Wellen) und deren Bedeutung für die Informationsleitung in Dendriten wird diskutiert. Außerdem wird die Rolle von lokale Ca2+-Signalen bei der Signalintegration in Dendritenbäumen veranschaulicht. Eine Sammlung von Literaturzitaten soll bei weiteren Studien helfen.