Regenerative Ca2+-Signale können Information über weite Strecken leiten |
|---|
Dendritische und somatische Ca2+-Wellen
Die Fähigkeit zur Erzeugung regenerativer Ca2+-Signale (Ca2+-Wellen) basiert auf der Eigenschaft von Ca2+-Kanäle im endoplasmatischen Retikulum (IP3-Rezeptoren und Ryanodinrezeptoren), durch Ca2+ selbst aktiviert zu werden (CIRC = Ca2+- induced Ca2+ release). Durch die Aktivierung benachbarter Kanäle breitet sich das Ca2+-Signale über die ER-Membran aus und kann über lange Strecken hinweg ohne Abschwächung laufen. Ähnlich wie beim Aktionspotential der Plasmamembran, ist die Ca2+- Welle also ein regeneratives Signal, geeignet für die Fernübertragung von biologischer Information. Da das ER-System das gesamte Neuron durchzieht ("Neuron-im-Neuron"-Theorie), können sich Ca2+-Signale durch die gesamte Zelle ausbreiten. So können Ca2+-Signale von der Plasmamembran zum Zellkern eines Neurons gelangen, wenn sie über mehrere Schichten von ER - wie über die Sprossen einer Leiter - radial von außen nach innen laufen. Solche somatischen Ca2+-Wellen können Ca2+-Signale zum Kern leiten und Genexpression induzieren. Auch eine synaptische Stimulation im Dendritenbaum könnte im Zellkern registriert werden. Dendritische Ca2+-Wellen sind schon bei Hippocampus- Neuronen nachgewiesen worden. Möglicherweise wird über dendritische Ca2+-Wellen Proteinsynthese bei synaptischer Aktivität induziert - vielleicht ein Mechanismus der neuronalen Plastizität, der Grundlage der Gedächtnisbildung. Nach: Berridge (1998) |