Epilepsie Ursachen Gehirn Verteidigung zum Einsturz

Was passiert bei einem epileptischen Anfall? Eine aktuelle Studie legt nahe, dass Krampfanfälle auftreten, nachdem bestimmte Abwehrzellen im Gehirn zu brechen.

Epileptische Anfälle können jedem passieren. In Norwegen allein 35 000 Menschen Leben mit einer Epilepsie-Diagnose. Epilepsie kann durch verschiedene Verletzungen, Erkrankungen oder Fehlbildungen im Gehirn.

„Anfälle entstehen plötzlich und scheinbar aus dem nichts. Die Angst vor neuen Anfällen können sich selbst erstellen, die Einschränkungen im täglichen Leben“, sagt Sverre Myren-Svelstad, ein Arzt, spezialisiert in der Neurologie und ein Ph. D. Kandidat an der NTNU Abteilung Neuromedicine und Bewegung Wissenschaft.

Aber wie sieht ein epileptischer Anfall auftreten?

Neue Ergebnisse zeigen, dass ein Versagen oder der Zusammenbruch des so genannten Glia-Zellen im Gehirn zugrunde liegt, die Auslösung eines epileptischen Anfalls. Diese Ergebnisse wurden jetzt veröffentlicht in Nature Communications.

Ein Versagen oder Ausfall der so genannten Glia-Zellen im Gehirn zugrunde liegt, die Auslösung eines epileptischen Anfalls. Foto: Shutterstock, NTB Scanpix

Die Antworten sind nicht alle in noch, aber die Yaksi Gruppe an der NTNU hat entdeckt, einige davon in Zusammenarbeit mit der Abteilung Neuromedicine und Bewegung Wissenschaft, der Abteilung der Klinischen und Molekularen Medizin an der NTNU und NERF (Neuro-Elektronik-Forschung-Flandern) bei VIB, IMEC und der KU Leuven in Belgien.

Studium der epileptischen Anfälle bei zebrafischen

Die Forschungs-Gruppe untersucht epileptische Anfälle bei zebrafischen (Danio rerio). Ein Vorteil von diesen Fischen ist, dass Sie transparent sind, und Aktivität in Ihr Nervensystem ist leichter zu beobachten sind als in vielen anderen Arten.

Nervenzellen (oder Neuronen) und Gliazellen sind Teil der Netzwerke, die die übertragung von Signalen im Gehirn.

• Neuronen sind in Erster Linie beteiligt an der übertragung von Signalen.
• Glial Zellen sind in mehreren Varianten. Ihre wichtigsten Funktionen sind die Aufrechterhaltung einer ausgewogenen Umwelt und der Bereitstellung von Unterstützung für die Nervenzellen, unterstützen das Immunsystem und erhöhen die Geschwindigkeit der neuronalen Signaltransduktion.

Die Forschungsgruppe fand, typische Muster kurz vor und während der epileptischen Anfälle:

• In der Anfangsphase, kurz vor einem epileptischen Anfall, Nervenzellen waren ungewöhnlich aktiv, aber nur in räumlich lokalisierten Bereich des Gehirns. Stattdessen Gliazellen zeigten große Ausbrüche von synchronen Aktivitäten, verteilt über das Gehirn. In Zebrafisch, diese Aktivität in der Glia-Zellen, die aussah wie Blitze Schießen durch das Gehirn.
• Während des eigentlichen Anfalls, die neuronale Aktivität schlagartig gestiegen. Die funktionellen verbindungen zwischen den Nervenzellen und Gliazellen sowie zwischen verschiedenen Glia-Zellen, wurde sehr kräftig. Wenn dies geschehen ist, den generalisierten Anfall ausbreiten, wie ein Sturm der elektrischen Aktivität über das gesamte Gehirn.
• Während die generalisierten Anfall, der Arbeitsgruppe auch darauf hingewiesen, einen starken Anstieg in der Höhe von Glutamat. Glutamat ist ein neurotransmitter, eine Chemische Substanz, die Signale zwischen Zellen in das Netzwerk.

Glial Abwehr Zusammenbruch während epileptische Anfälle

Die wichtigste Theorie ist, dass die kontinuierliche Akkumulation der lokalen neuronalen Aktivität ist das, was entfesselt die nachfolgende Kaskade von Ereignissen. In menschlichen Patienten, dies kann initiiert werden durch eine Krankheit Staat, Verletzung oder Fehlbildung im Gehirn.

Das starke brennen, die von den Gliazellen vor der Beschlagnahme stellt wohl die schützende Funktion von Gliazellen, die als Glia-Aktivität platzt, bevor die Anfälle entspricht transiente Inaktivierung von Neuronen während der pre-Anfall Zustand.

„Die Hyperaktivität der Gliazellen vor einem Anfall ist wahrscheinlich ein Schutzmechanismus. Die Glia-Zellen bekannt sind, absorbieren das überschüssige Glutamat abgesondert wird, während die erhöhte Aktivität der Nervenzellen“, sagt Nathalie Jurisch-Yaksi, Gruppenleiter am NTNU Abteilung der Klinischen und Molekularen Medizin und partner in diesem Projekt.

Die Gliazellen so vorübergehend zu verhindern, dass die Nervenzellen‘ überproduktion der exzitatorischen Neurotransmitter führt zu einer Beschlagnahme. Aber die Glia-Zellen nur dann nachhaltig diese schützende Funktion für eine vorübergehende Zeit, bis es zu viel wird neuronale Aktivität zu behandeln.

„Wir glauben, dass wir irgendwann die Abwehr brechen. Die Gliazellen werden nicht in der Lage zu absorbieren die hohen Ebenen der neurotransmitter Glutamat. Wenn es zu viel wird für Sie, die Glia-Zellen gleichzeitig die Freilassung aller Glutamat-Sie haben bereits absorbiert. Plötzlich ist das Gehirn trifft mit einem sehr hohen Niveau von Glutamat. Wir glauben, dass diese übermäßige Freisetzung von Glutamat durch die Gliazellen führt zu einem generalisierten Anfall ausbreiten auf das Gehirn“, sagt Carmen Diaz Verdugo, ein Ph. D.-Kandidat.

Damit es zu einem massiven Anstieg in der Glutamat-überwältigt das Gehirn, was zu einer Beschlagnahme.

Glia-neuron-Interaktionen ändern sich während der Anfälle

Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Epilepsie kann nicht nur auftreten, aufgrund von Anomalien in Neuronen, aber auch in Bezug auf die pathologischen Bedingungen in glialen Zellen und abnormale Interaktionen zwischen glia Zellen und Neuronen.

Frühere Studien an Patienten und im Tiermodell haben gezeigt, dass die Eigenschaften der Gliazellen ändern, nach wiederholten epileptischen Anfällen. Aber weniger bekannt, wie die Funktion der Gliazellen Veränderungen vor und während der Anfälle.

„Unsere Ergebnisse liefern einen direkten Beweis dafür, dass die Interaktionen zwischen Gliazellen und Neuronen ändern, während der übergang von der pre-Anfall Zustand zu einem generalisierten Anfall. Es wird interessant sein zu sehen, ob dieses Phänomen verallgemeinerbare über verschiedene Arten von Epilepsien“, sagt Professor Emre Yaksi.

Kann Euch dazu inspirieren, neue Therapien

In den letzten Jahrzehnten eine Reihe von neuen Epilepsie-Medikamente entwickelt wurden, aber ein Drittel der Patienten noch nicht über eine gute Kontrolle über Ihre Anfälle. Ein Grund dafür mag sein, dass die aktuelle anti-epileptische Medikamente meist Ziel die Neuronen, während die Gliazellen, die als ~80% der Zellen im Gehirn, übersehen worden ist.

Angesichts all dieser, die Gewinnung neuer Erkenntnisse über die Rolle der Gliazellen bei der Epilepsie auf lange Sicht begeistern konnte neuartigen Therapien für Patienten mit epileptischen Anfällen.

Es ist bereits bekannt, dass einige Erkrankungen, die mit Schäden an die Glia-Zellen erhöht das Risiko von epileptischen Anfällen. Beispiele für solche Krankheiten sind Gliomen (Hirntumoren, die sich aus Gliazellen) und multiple Sklerose. Darüber hinaus Schäden an der Glia-Zellen auch beobachtet bei Patienten mit Parkinson-Krankheit und Alzheimer-Krankheit, zum Beispiel.