Bisher war bekannt, dass sich der Kalziumspiegel unmittelbar erhöht, wenn Riechnervenzellen in unserer Nase in Kontakt mit eingeatmeten Duftstoffen kommen. Dies führt zu einem elektrischen Impuls, der über Nervenfortsätze an das Gehirn weitergeleitet wird. Ob auch Mitochondrien dieses Duftsignal beeinflussen, war bisher allerdings unklar. Die neu entwickelte Methode ermöglicht nun, den Anstieg des Kalziumspiegels im Inneren der Mitochondrien unter dem Mikroskop zu erkennen. Dabei spielt ein Prozess, Biolumineszenz genannt, eine entscheidende Rolle. Durch die Technik löst das in die Mitochondrien einfließende Kalzium eine chemische Reaktion aus, bei der Licht entsteht. Die Experimente der Duftforscher finden in völliger Dunkelheit statt, und nur wenn der Kalziumspiegel im Inneren der Mitochondrien ansteigt, wird Licht gebildet, das die Wissenschaftler mikroskopisch “einfangen” können. Beim Riechen beginnt die Nase quasi zu leuchten. Ihre Ergebnisse veröffentlicht das Forscherteam jetzt im renommierten Fachmagazin Nature Neuroscience
Das Leuchten beweist, dass Mitochondrien in den Riechnervenzellen an der Regulation des Kalziumspiegels beteiligt sind. Und nicht nur das: Die Wissenschaftler konnten beobachten, dass Mitochondrien im Inneren der Zellen “wandern”. Sobald ein Duft die Riechnervenzellen dauerhaft stimuliert, werden Mitochondrien in diejenigen Areale der Zellen transportiert, in denen der Kontakt mit Duftstoffen stattfindet. Ausgehend von den neuen Erkenntnissen sind die Wissenschaftler der Frage nachgegangen, welche Folgen ein Verlust der Kalziumspeicherfunktion von Mitochondrien für das Riechvermögen hat. Die Antwort: Bei einem Funktionsausfall werden Gerüche zwar weiterhin wahrgenommen, die Nase ist jedoch nicht mehr in der Lage zu “messen”, ob eine Substanz stark oder schwach riecht.
Dieses neue Wissen über die Funktionsweise von Mitochondrien ist jedoch nicht nur für die Geruchsforschung von Interesse, so Lichtenberg-Professor Dr. Marc Spehr, der das Aachener Forscherteam leitet und von der VolkswagenStiftung mit 1,4 Millionen Euro gefördert wird: “Eine Reihe von neurodegenerativen Erkrankungen, wie beispielsweise Parkinson und Alzheimer, werden mit defekten Mitochondrienfunktionen in Verbindung gebracht. So könnte eine Weiterentwicklung unserer neuen Messmethode langfristig möglicherweise auch in der Diagnostik solcher Krankheitsbilder eingesetzt werden
Quelle: med Austria
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