Astrozyten - Die Sternenzellen


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Jedem ist das Erlebnis mit dem Sternenhimmel vertraut. Man schaut auf und erkennt zahlreiche blinkende Lichter, vielleicht sogar einige Sternbilder. Vor der Erfindung des Teleskops sah man die Sterne nur als Pünktchen am Himmel, erst in den letzten Jahrhunderten realisierte die Menschheit, dass die Dimension des Sternenhimmels weitreichender, tiefer und komplexer ist, als je vorgestellt. Für Astrozyten, wegen ihrer Form als „sternförmige Zellen“ beschrieben, gilt das Gleiche.

Wissenschaftler wussten, dass diese glialen Zellen wichtig für das Wachstum und das Überleben der Nervenzellen sind. Trotzdem schienen diese zahlenmäßig häufigsten und vielfältigen Gliazellen im Gehirn keine größere Rolle zu spielen. Neuere Erkenntnisse haben die Astrozyten schließlich in das Rampenlicht der Neurowissenschaft gerückt.

Kommunikation anderer Art

Astrozyten sind nicht im klassischen Sinn elektrisch aktiv wie die Nervenzellen. Deshalb hat man ihnen auch lange keine aktive Rolle in der Kommunikation im Nervensystem zugeschrieben. Zunehmend ist aber anerkannt, dass sie wichtige Akteure in der Kommunikation im ZNS sind. Die Astrozyten stellen mit ihren Fortsätzen Kontakt zu vielen Synapsen, den Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen, her und können so mit den Nervenzellen interagieren. Astrozyten bilden mit dem präsynaptischen (die Information sendend) und dem postsynoptischen (die Information empfangend) Teil der beteiligten Nervenzellen die dreigeteilte Synapse. 


Auf diese Weise können die Astrozyten die Informationsübertragung durch eine Regulierung der Neurotransmitter (Überträgerstoffe) im synaptischen Spalt modifizieren und auch über den Kalziumspiegel den neuralen Informationsfluss beeinflussen. Astrozyten üben so eine Wirkung auf die neuronale Aktivität aus und können die Kommunikation in den Netzwerken der Nervenzellen modulieren.

Große Reichweite, wichtige Rollen

Die komplexen Rollen der Astrozyten und auch die Reichweite im Nervensystem wurden lange weitgehend unterschätzt. Ein einziger Astrozyt kann mit bis zu 100.000 Nervenzellen verbunden sein. Ihre Fortsätze erstrecken sich in jeden Winkel des Gehirns und Rückenmarks. Und sie spielen wichtige Rollen. Erst in der Entwicklung, dann im gesunden Nervensystem und bei einer Schädigung, indem sie vielfältige Funktionen, wie „Zelluläre Schweizer Messer“ übernehmen können.

Astrozyten sind beim Aufbau des Gehirns, bei der Regulierung des zerebralen Blutflusses und bei der Bildung der Bluthirnschranke beteiligt. Außerdem sind sie in den Stoffwechsel und Wasserhaushalt involviert. Sie haben eine Stammzellfunktion während der Entwicklung, fördern die Myelinisierung durch die Oligodendrozyten und sind notwendig für die Bildung von reifen, funktionstüchtigen Synapsen. Außerdem beteiligen sich Astrozyten bei einer Verletzung an der Reaktion des Gehirns. Die astrozytäre Verletzungsantwort ist mehrschichtig.
Sie bilden eine gliale Narbe, die die Ausbreitung des Schadens auf das Nachbargewebe verhindert, gleichzeitig aber das Wiederauswachsen von Axonen und die Regeneration erschwert. Viele Studien legen zudem eine neuroprotektive Rolle der Astrozyten durch die Freisetzung von neurotrophen Molekülen nahe.

Schlüsselfiguren für unser Gehirn?

Astrozyten stellen mit ihrer großen Reichweite und Komplexität ein ausgefeiltes und vielfach verknüpftes Netzwerk dar. Das menschliche Gehirn ist bekanntermaßen komplexer als das anderer Säugetiere. Die Zahl unserer Nervenzellen ist deutlich größer, grundsätzlich aber funktionieren sie aber nicht anders als bei anderen Spezies. Auch die Astrozyten wurden im Verlauf der evolutionären Kette bei den Spezies zahlreicher, größer und komplexer.
Die Wissenschaft der kommenden Jahre wird die Wichtigkeit und Funktion von Astrozyten weiter erforschen und zeigen, welche Bedeutung das Zusammenspiel von Astrozyten und Neuronen sowohl bei Gesundheit als auch bei Krankheiten und Verletzungen hat.

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