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Erhöhte Ausschüttung von Cannabinoiden beeinträchtigt Embryo-Gehirnentwicklung

(Wien, 17-07-2014) Der menschliche Körper produziert Substanzen, so genannte Endocannabinoide, die ähnlich wie Haschisch wirken. Diese Endocannabinoide bewirken zwar keinen Rausch, sind aber für die Funktion des neuronalen Netzwerks im Gehirn von immenser Bedeutung – ganz besonders während der Embryonalphase. Gerät dieses Netzwerk durcheinander, indem zu viele Endocannabinoide ausgeschüttet werden, kann das die embryonale Gehirnentwicklung beeinträchtigen. ForscherInnen am Zentrum für Hirnforschung der MedUni Wien haben nun entschlüsselt, welche Wirkmechanismen der Ausbildung einer solchen Beeinträchtigung zugrunde liegen.

„Erregungssturm“ im Gehirn
Das Protein „Slit“ und sein Rezeptor „Robo“ (Roundabout) sind wichtige Signalmoleküle im sich entwickelnden Gehirn. Durch die Bindung an Robo-Rezeptoren können Slit-Proteine die Wegfindung von Nervenzellfortsätzen (den Axonen) regulieren, wodurch die Ausbildung von Schaltkreisen im embryonalen Gehirn gesteuert wird. Wie ForscherInnen der MedUni Wien jetzt gezeigt haben, können Endocannabinoide sowohl in Nervenzellen als auch in Oligodendrozyten, welche die Nervenzellen unterstützen, die Slit- und Robo-Konzentrationen über die Cannabinoid-Rezeptoren CB1 und CB2 regulieren.

Dieses Signalsystem ist für den korrekten Ablauf der embryonalen Gehirnentwicklung wichtig. Gerät aber dieses System aufgrund erhöhter Endocannabinoid-Spiegel durcheinander, kommt es zu einer Art „Erregungssturm“. „In diesem Fall werden sowohl Slit als auch Robo in größeren Mengen produziert, was zu Änderungen bei der axonalen Wegfindung führt“, erklärt Erik Keimpema vom Zentrum für Hirnforschung der MedUni Wien (Abteilung für Molekulare Neurowissenschaften). Ist das Endocabinnoid-System jedoch im Lot, tritt eine derartige Übererregung nicht auf.

Bedeutung für den Menschen
Auch im embryonalen Gehirn des Menschen entdeckten die ForscherInnen der MedUni Wien dieses Signalsystem und dessen cannabinoid-vermittelte Regulation. Da erhöhte Endocannabinoid-Spiegel bei metabolischen Syndromen wie etwa Adipositas und Insulinresistenz auftreten und auch bei Infekten der Mutter, „ist es wichtig, veränderte Endocannabinoid-Spiegel während einer Schwangerschaft in den normalen Bereich zu führen, um sicherzustellen, dass die embryonale Gehirnentwicklung fehlerfrei abläuft“, erläutert der MedUni-Forscher. „Wir haben nachgewiesen, dass die körpereigenen Cannabinoide ein Signalsystem regulieren können, das wichtig für die Entwicklung von Schaltkreisen im embryonalen Gehirn ist.“

Service: Nature Communications
„Endocannabinoids modulate cortical development by configuring Slit2/Robo1 signaling.” Alán Alpár, Giuseppe Tortoriello, Daniela Calvigioni, Micah J Niphakis, Ivan Milenkovic, Joanne Bakker, Gary A Cameron, János Hanics, Claudia V Morris, János Fuzik, Gabor G Kovacs, Benjamin F Cravatt, John G Parnavelas, William D Andrews, Yasmin L Hurd, Erik Keimpema and Tibor Harkany.