Neue Erkenntnisse zur Schallkodierung beim Hören
Sinnes- und Nervenzellen im Ohr kommunizieren, indem sie Botenstoffe austauschen. Wissenschaftler haben jetzt neue Details zu diesem Prozess, der die Freisetzung der Botenstoffe und damit die Weiterleitung der Schallinformation reguliert, aufgedeckt.
Universitätsmedizin Göttingen20.12.20232"
Unser Nervensystem enthält etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die über zirka 100 Billionen Synapsen miteinander kommunizieren. Die Kommunikation erfolgt durch Botenstoffe, die für die Informationsweiterleitung zwischen Sinnes- und Nervenzellen sorgen und erlaubt es, Umweltreize zu verarbeiten, zu lernen und unser Verhalten zu steuern. Beim Prozess des Hörens spielen Botenstoffe bei der Übertragung der Schallinformation eine grundlegende Rolle und können ursächlich für Störungen des Hörsinns sein.
Hörstörungen sind sehr häufig: Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) leiden etwa 466 Millionen Menschen, dies entspricht etwa fünf Prozent der Weltbevölkerung, unter einer versorgungsbedürftigen Schwerhörigkeit. Die elementaren Prozesse des Hörens zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung, um zukünftig bessere Methoden zur Behandlung von Schwerhörigkeit zu entwickeln.
Dr. Lina María Jaime Tobón und Institutsdirektor Prof. Dr. Tobias Moser, beide tätig am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), haben nun die Synapsen zwischen den Haarsinneszellen im Innenohr und den Nervenzellen des Hörnervs untersucht. Hier wird die eintreffende Schallinformation in ein Nervensignal umgewandelt, das den Schalleindruck präzise an das Gehirn übermittelt.
Neu: Patch-Clamp-Technik
Erstmals wurden einzelne Synapsen im Innenohr hörender Mäuse mittels der von Erwin Neher und Bert Sakmann in Göttingen entwickelten Patch-Clamp-Technik untersucht. Diese Methode erlaubt es, bei der Schallkodierung «zuzuschauen». Dabei ging es vor allem um die Frage, wie die Synapsen die Freisetzung des Botenstoffs Glutamat an den Schallreiz koppeln. Glutamat ist eine Aminosäure, die unter anderem an der Reizweiterleitung zwischen Sinnes- und Nervenzellen beteiligt ist.
- Innerhalb der Sinneszellen wird das Glutamat in Vesikeln, zur Synapse transportiert.
- Der eintreffende Schall aktiviert Kalziumkanäle an den Synapsen, durch die Kalziumionen in die Zelle gelangen und die Freisetzung von Glutamat an den Synapsen der Haarsinneszellen sorgen.
- Die Ergebnisse zeigen, wie die Glutamatfreisetzung dabei mit der Stärke des Reizes zunimmt, wie also ein «Schallsignal» in ein «Glutamatsignal» umgewandelt wird.
- Die Hauptdarsteller bei diesem Prozess sind die Kalziumkanäle, die Kalziumionen und die synaptischen Vesikel, die offenbar nur wenige millionstel Millimeter von den Kanälen entfernt liegen.PS
