23/09-10   -   Pressemeddelelse

Hjernecellers kommunikation: Derfor går det lynhurtigt

Hvert øjeblik kommunikerer milliarder af hjerneceller. Som en organisk supercomputer holder de gang i alt fra vejrtrækning til løsning af gåder, og fejl i "programmerne" kan føre til så alvorlige lidelser som skizofreni, Parkinsons og ADHD. Nervecellernes biokemiske sprog er i disse år genstand for intens forskning helt ned på det molekylære niveau, og nu har forskere fra bl.a. Københavns Universitet for første gang beskrevet, hvordan hjernens nerveceller er i stand til at sende signaler på en brøkdel af et millisekund.

Hjernen bruger biokemiske signalstoffer
Nervesystemets celler kommunikerer ved hjælp af bittesmå signalmolekyler fx motivatorstoffet dopamin, humørstoffet serotonin og opmærksomhedsstoffet noradrenalin.

Hjernecellernes kommunikationsnetværk, synapserne, sender beskeder via kemiske signalstoffer, der er pakket ind i små beholdere (vesikler), som ligger klar inde i synapsernes nerveender. Et elektrisk signal får beholdere og membran til at smelte sammen, og signalstofferne strømmer nu ud af nerve-enden og kan blive opfanget af andre nerveceller. Sammensmeltningen går afsindigt stærkt. En brøkdel af et millisekund.

Signalstof-beholderen bruger tre landgangsbroer
Forskere ved Københavns Universitet, Göttingen Universitet og Amsterdam Universitet har i årevis studeret de sindrige, organiske landgangsbroer (proteinkomplekser), der binder beholder og membran sammen før sammensmeltningen. Og de har nu opdaget, at den spli-sekund-hurtige signalering er mulig, fordi beholderne bruger hele tre kopier af landgangsbroen.

Har beholderen kun en enkelt landgangsbro, er den længere tid om at smelte sammen med membranen, og signalstoffet bliver derfor frigivet langsommere.

- Forstadierne til landgangsbroerne er til stede på beholderne før de når ud til membranen, forklarer professor Jakob Balslev Sørensen fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi Københavns Universitet.
Og den lynhurtige sammensmeltning er mulig, når mindst tre af dem arbejder sammen. Har beholderen kun en enkelt landgangsbro, kan den stadig godt fusionere med membranen, men det går betydeligt langsommere.

- Vores næste skridt er at undersøge, hvad der påvirker og regulerer antallet af landgangsbroer, altså protein-komplekserne, på vesiklerne. Kan nervecellerne på den måde vælge at være hurtige eller langsommere i deres kommunikation, og er denne regulering ændret ved sygdomme i hjernen?," siger Jakob Balslev Sørensen.

Opdagelsen er en af de mange brikker hjerneforskerne i disse år samler, for at give os en bedre forståelse af neurologiske mekanismer, så vi kan forstå og på sigt behandle hjernesygdomme, som idag er uhelbredelige.

De nye opdagelser er netop (16. sep. 2010) blevet offentliggjorte i det ansete tidsskrift Science.

Relevant information

http://www.ku.dk