Das Verhalten von Nervenzellen unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen



Die Schwerkraft hat auf viele physikalische und biologische Prozesse einen erheblichen Einfluss. Zellen und die darin ablaufenden Reaktionen bilden keine Ausnahmen. Das Verhalten von Nervenzellen unter Schwerelosigkeit ist insbesondere hinsichtlich kommender bemannter Weltraummissionen von großem Interesse.

Bisherige Experimente mit Wirbeltieren zeigten zum Beispiel, dass die Leitungsgeschwindigkeit von Nervenbahnen in der Schwerelosigkeit ab- und unter erhöhter Schwerkraft zunimmt. Bisher gibt es zwar Erkenntnisse über die veränderten Eigenschaften von Nervensystemen in der Schwerelosigkeit, aber die molekularen Grundlagen, sind weitgehend ungeklärt.

Jede Nervenzelle besitzt einen charakteristischen Satz an Ionenkanälen. Diese Kanäle sind porenartige Proteine in der Zellmembran. Sie arbeiten zusammen und machen letztendlich aus der Zelle eine funktionierende Nervenzelle, die Informationen verarbeiten und weiterleiten kann.

In dem Parabelflug-Experiment wird die Reaktion von einzelnen Nervenzellen auf veränderte Schwerkraftbedingungen untersucht. Mit Hilfe elektrischer Messungen (Patch-Clamp-Methode) und pharmakologischer Substanzen können die Ionenkanäle untersucht und ihre Reaktionen auf die unterschiedlichen Beschleunigungsphasen des Parabelflugprofils analysiert werden. Eine Parabelflugkampagne im November 2007 erbrachte bereits erste Messdaten, welche nun in einem weiteren Parabelflug-Experiment mit optimiertem Experimentaufbau durch weitere, noch präzisere Daten ergänzt werden sollen.

Von dem Experiment erhoffen sich die Wissenschaftler langfristig Ergebnisse, die dabei helfen, die physische und mentale Leistungsfähigkeit von Astronauten sowie deren körperliche Reaktionen - wie schnell sie zum Beispiel in Krisensituationen reagieren - besser einschätzen zu können. In Zukunft könnten dann schon in der Planungsphase Arbeitsabläufe und Sicherheitsmaßnahmen der veränderten Situation der Astronauten im Weltraum angepasst werden.


Kontakt
Prof. Dr. Wolfgang Hanke
Universität Hohenheim
, Institut für Physiologie
Tel: +49 0711 459-22800

E-Mail: hanke@uni-hohenheim.de
Dr. Florian Kohn
Universität Hohenheim
, Institut für Physiologie
Tel: +49 0711 459-22273

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