Der Epilepsie auf der Spur

11.11.2010

Der Epilepsie auf der Spur

Bild: Tim Hoffmann / TU Darmstadt
Bild: Tim Hoffmann / TU Darmstadt

Epilepsien können durch genetische Defekte hervorgerufen werden. Ein Team europäischer Wissenschaftler, zu dem auch der Darmstädter Biologe Priv.-Doz. Dr. Bodo Laube gehört, hat jetzt eine neue genetische Ursache aufgedeckt. Demnach führt der Defekt eines einzelnen Gens zu einer veränderten Durchlässigkeit bestimmter Ionenkanäle im menschlichen Gehirn und ruft dadurch die Erkrankung hervor.

Epilepsie ist die am häufigsten auftretende Krankheit des menschlichen Gehirns. Man nimmt an, dass jeder zehnte Mensch mindestens einmal im Laufe seines Lebens einen epileptischen Anfall erleidet. Oft bleiben diese jedoch unbemerkt, da es sich um leichte Formen handelt, etwa einen kurzen Verlust des Gefühls für Zeit oder Raum. „Grundsätzlich kann jedes Gehirn bei einer entsprechenden extremen Belastung mit einem epileptischen Anfall reagieren“, erklärt Bodo Laube von der Abteilung molekulare und zelluläre Neurophysiologie. Wirklich epilepsiekrank ist dagegen ca. 1 % aller Menschen. Bei ihnen treten epileptische Anfälle wiederholt auf.

Ursache für einen solchen Anfall ist eine Übererregbarkeit der Nervenzellen im Gehirn. Normalerweise herrscht im Gehirn ein Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung. Diese Balance ist bei einem epileptischen Anfall gestört. Ausgehend von einem Erregungsursprung synchronisieren sich die Nervenzellen und verstärken sich gegenseitig in ihrer Aktivität. Die Folge ist eine Überreaktion, welche sich schließlich in Form von Bewusstseinsverlust und Verkrampfungen der Muskulatur äußern kann. Die meisten epileptischen Anfälle enden spätestens nach wenigen Minuten, häufig können sich die Betroffenen nicht an den Anfall erinnern.

Eine wichtige Rolle bei der Erregungsregulation im Gehirn spielen Neurotransmitter-gesteuerte Ionenkanäle. Sie ermöglichen den Informationsaustausch zwischen den Nervenzellen und regeln die Durchlässigkeit der Nervenzellmembran für bestimmte Ionen. Mit seiner Arbeitsgruppe ging Laube der Frage nach, wie sich die neu entdeckte Genmutation auf die Funktion der Ionenkanäle auswirkt. Er stellte fest, dass durch den Defekt die Durchlässigkeit in den wichtigsten Ionenkanälen des Gehirns, den NMDA-Rezeptoren, verändert wird.

Im Normalfall wird der Stromfluss in den NMDA-Rezeptoren durch Magnesium-Ionen reguliert, welche den Kanal blockieren. „Bei den durch den Gendefekt veränderten Rezeptoren erfüllen die Magnesium-Ionen diese Funktion nicht mehr und es kommt zu einem Verlust der Hemmung“, so Laube. Der verstärkte Stromfluss führt zu der für einen epileptischen Anfall typischen Übererregung der Nervenzellen im Gehirn. Kommen solche Zustände der permanenten Übererregung während der plastischen Phase des Gehirns vor, kann das Organ nachhaltig in seiner Entwicklung beeinträchtigt werden. Als Folge kommt es dann neben den kurzzeitig auftretenden epileptischen Anfällen zu irreparablen Schäden mit bleibenden geistigen Behinderungen. Die jetzt gewonnenen Erkenntnisse bieten hier die Grundlage für neuartige therapeutische Ansätze und Behandlungsmöglichkeiten.

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