Synaptische Vesikel und Unreife von neuromuskulären Verbindungen bei SMA-Mäusen
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- Kategorie: Grundlagenforschung
Eine Arbeitsgruppe des neurologischen Instituts der Johns-Hopkins-Universität, Baltimore, USA, hat am 21.Januar 2009 bei PubMed ein neues Forschungsergebnis bezüglich SMA veröffentlicht. Hier können Sie den Artikel in deutscher Übersetzung nachlesen.
Verminderte Freisetzung von synaptischen Vesikel* und Unreife von neuromuskulären Verbindungen bei Mäusen mit spinaler Muskelatrophie
*Bläschen, die von den Nervenzellenden (präsynpatisch) freigesetzt werden und Substanzen (Acetylcholin) enthalten, die die
Erregung auf sog. Acetylcholinrezeptoren in der Muskelzellmembran (postsynaptisch) übertragen sollen.
Kong L., Wang X., Choe D. W., Polley M., Burnett B. G., Bosch-Marcé M., Griffin J. W., Rich M. M., Sumner C. J.
Federführend: Neurologisches Institut, Johns-Hopkins-Universität, Baltimore, MD 21287, U.S.A.
Die spinale Muskelatrophie (SMA), eine Erkrankung der motorischen Nervenzellen (Motoneuronen) im Rückenmark, verursacht eine schwere Muskelschwäche, die in den meisten Fällen zu einem frühen Tod führt. Bei der feingeweblichen Untersuchung nach Versterben ist die SMA durch den Verlust von Motoneuronen und durch Muskelschwund (Muskelatrophie) gekennzeichnet.
Allerdings sind die am Anfang stehenden zellulären Ereignisse, die Funktionsstörungen und den Verlust der motorischen Einheit (Motoneuron und innervierte Muskelzellen) auslösen, nur unzureichend verstanden. Hier haben wir die Funktion und die entsprechende Struktur der Synapsen (neuromuskulären Verbindungen) (NMJ) bei einem Mausmodell mit schwerer SMA untersucht (hSMN2/delta7SMN/mSmn-/-). Überraschenderweise blieben die meisten neuromuskulären Verbindungen bei SMA innerviert, selbst in einem fortgeschrittenen Krankheitsstadium. Sie zeigten jedoch eine abnormale synaptische Erregungsübertragung.
Elektrophysiologisch fand sich eine Halbierung der Ausschlagshöhe (Amplituden) der auslösbaren Endplattenströme (EPCs), jedoch normale spontane Miniatur-EPC-Amplituden (MEPC). Diese Befundkonstellation deutet auf einen herabgesetzten Quantengehalt hin. Die neuromuskulären Verbindungen bei SMA zeigten auch eine erhöhte Bahnung (Fazilitation), was auf eine herabgesetzte Wahrscheinlichkeit der Freisetzung von Bläschen deutet . Durch Elektronenmikroskopie fanden wir eine verringerte Dichte von (prä)synaptischen Bläschen, die wahrscheinlich zur herabgesetzten Freisetzungswahrscheinlichkeit beiträgt.
Zusätzlich zu präsynaptischen gab es postsynaptische Auffälligkeiten. Die Zerfallszeitkonstanten der EPC und MEPC waren aufgrund eines verlangsamten Wechsels von der fötalen Acetylcholinrezeptor-(AChR)-Gamma-Untereinheit zur adulten Epsilon-Untereinheit verlängert. Die Acetylcholinrezeptor-Ansammlungen (AChR-Cluster) in der Muskelzellen und die kleinen Muskelfasern wiesen auch eine verringerte Größe auf, wobei die kleinen Muskelfasern durch ein unreifes Muster von Schwerketten-Myosin auffielen. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die verminderte Freisetzung von synaptischen Bläschen an den neuromuskulären Verbindungen bei schwerer SMA wahrscheinlich zu ausbleibender nachgeburtlicher Reifung der motorischen Einheit und zu Muskelschwäche beiträgt.
Quelle: NCBI, PubMed, PMID: 19158308
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