Zuletzt aktualisiert am 24. November 2022 um 16:52
Überraschung: Gliazellen spielen aktive Rolle
Das enterische Nervensystem des Darms, bekannt als zweites Gehirn, verblüfft Forscher seit geraumer Zeit. „Die meisten Leute wissen nicht einmal, dass sie das im Bauch haben“, sagte Brian Gulbransen, Professor an der MSU Foundation am Department of Physiology des College of Natural Science.
Zudem ist das enterische Nervensystem bemerkenswert unabhängig: Der Darm könne viele seiner regulären Aufgaben erfüllen, so Gulbransen, selbst wenn er irgendwie vom Zentralnervensystem abgekoppelt wäre. Die Zahl der spezialisierten Nervensystemzellen, nämlich Neuronen und Gliazellen, die im Darm eines Menschen leben, entspricht ungefähr der Zahl, die man im Gehirn einer Katze findet.
In diesem Zusammenhang spricht Gulbransen von einem ausgedehnten Netzwerk von Neuronen und Gliazellen, die den menschlichen Darm säumen.
Neuronen sind der bekanntere Typ von Nervenzellen, der die elektrischen Signale des Nervensystems leitet. Gliazellen dagegen sind nicht elektrisch aktiv. Diese Tatsache hat es den Forschern bisher erschwert, zu entschlüsseln, was diese Zellen genau tun. Eine der führenden Theorien war, dass Gliazellen Neuronen passiv unterstützen. Sie wurden als mechanische Stützzellen der Neuronen betrachtet.
Gulbransen und sein Team haben nun gezeigt, dass Gliazellen im Darmnervensystem eine viel aktivere Rolle spielen als bisher angenommen. Die Studie wurde am 1. Oktober in den Proceedings of the National Academy of Sciences online veröffentlicht.
Darin zeigten die Wissenschaftler, dass Gliazellen die Signale von neuronalen Schaltkreisen sehr präzise beeinflussen. Diese Entdeckung könnte dazu beitragen, den Weg für neue Behandlungen von Darmerkrankungen zu ebnen.
Gulbransen: „Wenn man sich dieses zweite Gehirn als Computer vorstellt, sind die Gliazellen die Chips, die in der Peripherie arbeiten.“ Sie sind ein aktiver Teil des Signalnetzwerks, aber sie erfüllen nicht die gleichen Aufgaben wie Neuronen. Die Gliazellen modulieren oder modifizieren das Signal.
In der Computersprache wären die Gliazellen die logischen Gatter. Verglichen mit Musik, genauer einer E-Gitarre, tragen die Gliazellen nicht die Noten. Stattdessen funktionieren sie wie die Pedale und Verstärker, die den Ton und die Lautstärke dieser Noten modulieren.
Unabhängig von der Analogie sind die Gliazellen wichtig, um sicherzustellen, dass die Dinge reibungslos laufen. Vor dieser Studie haben Wissenschaftler diese Aufgabe von Gliazellen kaum verstanden. Damit schaffen die Wissenschaftler ein vollständigeres, wenn auch komplizierteres Bild der Funktionsweise des enterischen Nervensystems. Dies schafft auch neue Möglichkeiten, um Darmerkrankungen potenziell zu behandeln.
„Dies ist ein langer Weg, aber jetzt können wir uns fragen, ob es eine Möglichkeit gibt, auf eine bestimmte Art oder Gruppe von Gliazellen zu zielen und ihre Funktion in irgendeiner Weise zu ändern“, sagte Gulbransen. Verschiedene Pharmakonzerne haben bereits ihr Interesse bekundet.
Bereits Anfang dieses Jahres fand Gulbransens Team heraus, dass Gliazellen neue Wege zur Behandlung des Reizdarmsyndroms eröffnen könnten. Diese schmerzhafte Erkrankung gilt zur Zeit als nicht heilbar. Gliazellen könnten auch an mehreren anderen Gesundheitszuständen beteiligt sein, einschließlich Darmmotilitätsstörungen wie Verstopfung und einer seltenen Erkrankung, die als chronische Pseudoobstruktion des Darms bekannt ist.
„Im Moment gibt es keine bekannte Ursache. Die Leute entwickeln etwas, das wie eine Verstopfung im Darm aussieht, nur dass es keine körperliche Behinderung gibt“, sagte Gulbransen. „Es gibt nur einen Teil ihres Darms, der nicht mehr funktioniert.“
Mit den Ergebnissen der neue Studie sind Wissenschaftler besser gerüstet, bisher als unheilbar geltende Darmerkrankungen zu untersuchen. Gulbransen glaubt, dass die MSU eine zentrale Rolle dabei spielen wird. „Die MSU hat eine der besten Darmforschungsgruppen der Welt. Wir haben diese riesige, vielfältige Gruppe von Leuten, die an allen wichtigen Bereichen der Darmforschung arbeiten.“
Quelle:
Ahmadzai MM, Seguella L, Gulbransen BD. Circuit-specific enteric glia regulate intestinal motor neurocircuits. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Oct 5;118(40):e2025938118. doi: 10.1073/pnas.2025938118. Epub 2021 Sep 30. PMID: 34593632.
