Wie tauschen Nervenzellen sich aus? Forscher entschlüsseln den Recyclingprozess des Glutamat

Der Begriff Glutamat beschreibt einen Botenstoff, der für jeden einzelnen Menschen lebenswichtig ist. Dieser Stoff macht es überhaupt erst möglich, dass Nervenzellen sich untereinander austauschen können und somit Informationen transportiert werden. Wie dieser Prozess genau funktioniert, konnte lange Zeit nur untersucht werden, indem man einzelne Neuronen untersuchte.

Diese mussten im Labor kultiviert werden und wurden dann beobachtet. Dabei sah man, dass Glutamat der zentrale Neurotransmitter ist. Der Botenstoff sitzt in den Synapsen und liegt dort in Vesikeln verpackt vor. Erst, wenn er wirklich benötigt wird, erfolgt die Freigabe und er wandert zur nächsten Nervenzelle.

In den bisherigen Untersuchungen wurden aber stets nur circa 50 Prozent der Vesikel genutzt. Doch selbst wenn alle Vesikel genutzt werden, gibt es nur circa 200 Stück. Man konnte sich nicht erklären, wie so überhaupt auf Dauer ein Netz von Nervenzellen funktionieren sollte.

Dieses Rätsel konnte nun gelöst werden. Dank modernere Technik war es zum ersten Mal möglich, Nervenzellen nicht isoliert zu untersuchen, sondern direkt im lebenden Gewebe. Genutzt wurde dafür die neue Zwei-Photonen-Mikroskopie. Dabei zeigte sich, dass im realen Leben deutlich mehr der Vorräte an Glutamat genutzt werden.

Faszinierender war aber der Umstand, dass der Botenstoff nach seiner Reise von Nervenzelle zu Nervenzelle an seinem Ziel nicht einfach abgebaut wird. Es kommt im Gegenteil zu einem aufwendigen Recyclingprozess. Sobald Glutamat auf die Zellmembran der Ziel-Nervenzelle trifft, wird es dort recycelt und kann wieder auf Reisen geschickt werden. Das Paradoxon ist damit gelöst.