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© Andrzej / Fotolia.com
Anders als im Hippocampus bilden sich im Kortex keine neuen Nervenzellen.
 
Neurologie 3. Mai 2014

Der Kortex regeneriert sich nicht

Nervenzellen der Hirnrinde sind immer genau so alt wie ihr Besitzer.

Experimentelle Studien hatten in der Vergangenheit die Hoffnung genährt, dass die Hirnrinde in der Lage sei, nach einem Schlaganfall neue Nervenzellen zu bilden. Eine Hoffnung, die nun leider entkräftet ist.

Schlaganfälle, die speziell die Hirnrinde betreffen, ziehen häufig Folgeschäden wie Lähmungen und Sprachstörungen nach sich. „Der Schlaganfall stellt eine der häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt dar, und nicht wenige der überlebenden Patienten sind im Alltag behindert oder pflegebedürftig“, erklärt Dr. Hagen Huttner, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. . Daher war es seit jeher eine der klinisch relevanten Kernfragen für den Rehabilitationserfolg von Schlaganfallpatienten, ob bei Erkrankungen der Hirnrinde neue Nervenzellen gebildet werden können oder nicht.

Unter Federführung von Huttner und Klinikdirektor Prof. Dr. Stefan Schwab konnte ein deutsch-schwedisches Forscherteam das nun klären. Dazu machte es sich einen Nebeneffekt der Atombombentests zu Zeiten des Kalten Krieges zunutze, bei denen ein radioaktives Kohlenstoff-Isotop vermehrt in der Atmosphäre freigesetzt und in die Erbsubstanz von Nervenzellen eingebaut wurde.

„Die Radiokarbonmethode wird beispielsweise in der Archäologie zur Altersdatierung von Fundstücken regelmäßig eingesetzt“, erläutert Huttner. „Allerdings war Jahrtausende lang das Verhältnis von normalem und radioaktivem Kohlenstoff relativ konstant, sodass die Genauigkeit der Altersdatierung zu wünschen übrig ließ. Durch die Atombombentests ist dieses Kohlenstoffverhältnis drastisch verändert worden und gleicht sich – nach den Atomwaffensperrverträgen – über Jahrzehnte hinweg nun langsam wieder dem alten Niveau an. Dadurch ist die zeitliche Auflösung der Radiokarbonmethode sehr genau geworden, und wir konnten sie für unsere Untersuchungen anwenden.“

Wie das Geburtsjahr der Nervenzelle festgestellt wird

Die radiokarbonbasierte Altersdatierung von Nervenzellen macht sich die Tatsache zunutze, dass der radioaktive Kohlenstoff über Pflanzen und Tiere in die Nahrungskette und den Menschen gelangte und bei jeder Neubildung von Zellen in deren Erbgut, die DNA, eingebaut wurde, und zwar in genau jenem Verhältnis zum normalen Kohlenstoff, wie es dem atmosphärischen Wert im Jahr der Geburt der Zelle entsprach. Isoliert man die DNA aus Nervenzellen, die sich nach ihrer Entstehung nicht weiter teilen, und untersucht das Verhältnis von normalem und radioaktivem Kohlenstoff, so kann man sehr genau das Geburtsjahr ermitteln.

„Wir konnten zeigen, dass das Alter der überlebenden Zellen nach Schlaganfall ziemlich exakt dem Alter der Patienten entsprach und dass sich keine neuen Nervenzellen in nennenswertem Ausmaß in der Hirnrinde gebildet hatten“, sagt Huttner. Unterstützt wurden diese Daten durch immunhistochemische Analysen. „Die Erkenntnis ist zwar auf den ersten Blick ziemlich ernüchternd, entspricht jedoch leider unseren klinischen Erfahrungen. Interessanterweise zeigten den Schlaganfall überlebende Nervenzellen aber die Fähigkeit, ihr durch die Minderdurchblutung geschädigtes Erbmaterial zu reparieren, sodass sich ein insgesamt intaktes Genom darstellte.“

Nun wollen die Wissenschaftler weiterforschen, denn sehr viele Schlaganfälle betreffen nicht die Hirnrinde, sondern die Stammganglien. Diese liegen sehr viel näher an anderen Regionen im menschlichen Gehirn, in denen Huttner und seine Kollegen sehr wohl eine Neurogenese vermuten. Erst kürzlich hatten die Forscher entdeckt, dass das menschliche Gehirn im Hippocampus lebenslänglich neue Nervenzellen produzieren kann.

Originalpublikationen:

Huttner HB et al.: Nature Neuroscience 2014; online 20. April

Spalding KL et al.: Cell 20013; 153 (6): 1219–27

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