Die elektrische Aktivität menschlicher Nervenzellen unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen



Die Schwerkraft hat auf viele physikalische und biologische Prozesse einen erheblichen Einfluss. Auch Zellen und die darin ablaufenden Reaktionen bilden keine Ausnahmen. Das Verhalten von menschlich Nervenzellen unter Schwerelosigkeit ist insbesondere für geplante Langzeit-Missionen im Weltall von großem Interesse.

Jede Nervenzelle besitzt einen charakteristischen Satz an Ionenkanälen. Diese Ionenkanäle sind porenartige Proteine in der Zellmembran. Sie tragen wesentlich dazu bei, dass die Nervenzelle Informationen verarbeiten und weiterleiten kann. In einem Parabelflug-Experiment wird die Reaktion von einzelnen Nervenzellen auf veränderte Schwerkraftbedingungen untersucht. Mit Hilfe elektrischer Messungen (Patch-Clamp-Methode) kann die Wirkung der unterschiedlichen Beschleunigungsphasen des Parabelflugprofils auf die Aktivität der Ionenkanäle untersucht werden.

In vorherigen Parabelflugkampagnen ist gezeigt worden, dass sich die elektrophysiologischen Eigenschaften einzelner Nervenzellen aus dem menschlichen Gehirn während unterschiedlicher Schwerkraftreize verändern. Außerdem konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass die Parameter von Ionenkanälen schwerkraftabhängig sind.
 
Auf der Grundlage der Erfahrungen, die Forscher in den letzten Jahren auf Parabelflugkampagnen gewonnen haben, wurde ein neuer Experimentaufbau entwickelt. Dieser hat zum Ziel, die schwerkraftbedingten Veränderungen der elektrischen Aktivität von menschlichen Nervenzellen besser zu verstehen und die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu erforschen. Langfristig erhoffen sich die Wissenschaftler Ergebnisse, die dabei helfen, die physische und mentale Leistungsfähigkeit sowie die körperlichen Reaktionen von Astronauten 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. Wolfgang Hanke
Universität Hohenheim
, Institut für Physiologie
Tel: +49 0711 459-22800

E-Mail: hanke@uni-hohenheim.de
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