Gesundheit : Warum wir so schnell lesen können

Forscher entdecken das verantwortliche Protein

Paul Janositz

Sehen beispielsweise ist ein komplexer Vorgang. Viele Nervenzellen müssen in Kontakt treten, um Informationen weiterzugeben. Ein in einer Nervenzelle erzeugter elektrischer Impuls führt dazu, dass an den Verbindungsstellen chemische Substanzen ausgeschüttet werden. Diese auch Neurotransmitter genannten Botenstoffe regen wiederum andere Nervenzellen an. Die Botenstoffe sind vor der Ausschüttung in kleine Bläschen verpackt, die als Vesikel bezeichnet werden.

Faszinierend ist die Geschwindigkeit dieser Vorgänge. So werden beim Lesen in den Sehnerven pro Sekunde nacheinander tausende Vesikel freigesetzt. Wie schafft es nun ein ankommender Nervenimpuls, innerhalb von wenigen Tausendstel Sekunden die Ausschüttung von Botenstoffen auszulösen?

Forscher der Abteilung für Biochemie und Zellbiologie der amerikanischen Rice Universität in Houston, Texas, berichten jetzt online in der Fachzeitschrift „Nature Structural and Molecular Biology“ dass es das Protein „Complexin“ sei, das die kontrollierte Freisetzung der Botenstoffe möglich mache. Die Studentin Johanna Schaub war maßgeblich an der Studie beteiligt.

Wie alle Körperzellen sind auch Nervenzellen von einer Membran aus Fett umgeben, die das Zellinnere von der Umgebung abschottet. Doch die Zellen brauchen auch Nachschub und sie müssen Produkte ihres Stoffwechsels loswerden. Deshalb wird die Außenwelt von einem komplexen System aus Sensoren, Schaltern und Stellgliedern ständig danach überprüft, ob die Membran geöffnet werden kann. Dann gelangen Nährstoffe ins Innere und Müll nach Außen. Es können auch jeweils die chemischen Substanzen weitergeben werden, die für bestimmte Körperprozesse notwendig sind.

„Nervenzellen gehören zu den wenigen Zellen im Körper, bei denen Vesikel an der Membran bereitstehen“, sagt Zellbiologe und Teamleiter James McNew. Nur dies mache die schnelle Weiterleitung der Neurotransmitter möglich. Frühere Studien legen nun nahe, dass Proteine, die zur Gruppe der „Snares“ gehören, den Transportprozess managen.

Sie bilden eine Art Lagerplatz für die Neurotransmitter. Sobald sich deren Hüllen, die Vesikel, mit der äußeren Zellmembran vereinigen, werden die Botenstoffe freigesetzt. „Snares“ kontrollieren das so geschickt, dass dabei keine unerwünschten Substanzen von außen in die Zellen gelangen können.

Unklar war bisher, wie die auf den Einsatz wartenden Vesikel so lange ruhig gestellt werden können, bis der Zeitpunkt der Vereinigung gekommen ist. Nun hat Schaub im Protein Complexin den Bremser gefunden. „Dadurch dass die Fusion der Hüllen auf halbem Wege zunächst angehalten wird, verkürzt sich die Reaktionszeit erheblich“ sagt die Studentin. Alles sei für die Weitergabe der Information vorbereitet. Im richtigen Moment löse Complexin dann die Bremse und gebe den Transport frei.

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