Göttinger Forscher entdecken Puzzleteil des Hörens

Synaptisches Band: Das Band kann eine Vielzahl synaptischer Vesikel binden. Fotos: UMG

Göttingen. Hören ist einer unserer wichtigsten Sinne. Dennoch hat die Grundlagenforschung noch lange nicht alle Vorgänge geklärt, beispielsweise wie Schall im Innenohr in ein Nervensignal umgewandelt wird.

Göttinger Hörforscher haben jetzt neue molekulare Details zur Signalumwandlung in den Sinneszellen der Hörschnecke, den so genannten inneren Haarzellen, herausgefunden.

Sie konnten ein Protein identifizieren, das für die Verankerung von Kalziumkanälen an den speziellen Bändersynapsen der inneren Haarzellen verantwortlich ist. Fehlt dieses Protein RIM2 oder ist es genetisch verändert, werden die Kalziumkanäle in zu geringer Anzahl angelegt. Die Folge: Die Bändersynapsen funktionieren nicht mehr richtig. Die Ergebnisse weisen auf Ursachen für mögliche Störungen bei der Umwandlung oder der Weiterleitung des Hörsignals hin. Diese können zu Schwerhörigkeit führen.

Hintergrund

Nach der Übertragung der Schallwellen in das Innenohr übernehmen die Sinneszellen der Hörschnecke, die so genannten inneren Haarzellen, die Übersetzung des akustischen Reizes in ein elektrisches Signal. Dieses wird im Gehirn verarbeitet: Wir hören.

Eine Schlüsselrolle für diese Signalumwandlung nehmen die besonderen Synapsen inneren Haarzellen ein. Die so genannten Bändersynapsen sind auf die schnelle und präzise Reizumwandlung optimal abgestimmt.

Sie besitzen eine ungewöhnliche Struktur, das synaptische Band. Das Band kann eine Vielzahl von synaptischen Vesikeln (in der Zelle gelegene Bläschen) binden, in denen sich der Botenstoff Glutamat befindet.

Damit der Botenstoff von einer Empfängerzelle aufgenommen werden kann, muss zuvor seine Freisetzung erfolgreich gelungen sein. Dies wird durch Kalzium gesteuert: Nach Anregung der inneren Haarzelle strömt Kalzium durch spezielle spannungsgesteuerte Kanäle (siehe Bild), die in der synaptischen Membran sitzen, in die Zelle ein. Vesikel werden zur Membran geführt, verschmelzen bei Stimulation durch Kalzium mit dieser, der Botenstoff wird freigesetzt, kann dann von der Empfängerzelle aufgenommen und die Information so über den Hörnerv weitergeleitet werden.

Forscher arbeiten zusammen

Die neuen Erkenntnisse zu molekularen Details der Signalübertragung sind Ergebnis einer Zusammenarbeit der Arbeitsgruppe um Seniorautorin Dr. Carolin Wichmann und Erstautor Dr. Sangyong Jung vom Institut für Auditorische Neurowissenschaften mit der Hals-Nasen-Ohren-Klinik der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), Gruppen der Max-Planck-Institute für Experimentelle Medizin und für Biophysikalische Chemie in Göttingen sowie der Universität Bonn.

Publiziert wurden die Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift PNAS. (shx)

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