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Medizin

Protein trägt zum guten Hörvermögen bei

Montag, 9. September 2019

/ninell, stock.adobe.com

Saarbrücken – Säugetiere haben im Lauf ihrer evolutionären Entwicklung Frequenzbereiche für ihre Kommunikation erobert, die ihre Fressfeinde aus anderen Tierklassen nicht hören können. Ein Grund dafür ist ein Protein namens LRRC52. Über die Rolle des Proteins und die Vorteile für Säugetiere – auch Menschen – berichten Wissenschaftler um Isabelle Lang von der Universität des Saarlandes im FASEB Journal (doi 10.1096/fj.201900701RR).

Tatsächlich kann der Mensch, wie Säugetiere im Allgemeinen, über einen größeren Frequenzbereich hören als andere Klassen des Tierreichs. Vögel etwa können Töne nur bis zu einer Frequenz von 3 Kilohertz (kHz) wahrnehmen. Das menschliche Gehör deckt dagegen einen Bereich von 20 Hertz bis 20 kHz ab, viele kleinere Säugetiere hören weit in den Ultraschallbereich hinein, und Spezialisten wie Fledermäuse können sogar bis zu 200 kHz auflösen.

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Dies liegt unter anderem an der unterschiedlichen Reizverarbeitung im Innenohr. Säuge­tiere haben bekanntlich eine gewundene und relativ lange Gehörschnecke (Cochlea) im Innenohr. Die ankommende Schallwelle setzt eine komplexe physiologische Reaktion in Gang: Zuerst öffnen sich bestimmte Ionenkanäle einer Hörsinneszelle, wodurch Kalium in die Zelle fließt und diese elektrisch erregt.

Dadurch öffnen sich wiederum Calcium-Kanäle, die in einer weiteren Kette von Vorgängen elektrische Signale in Hör-Nervenzellen auslösen, die schließlich ins Gehirn weitergeleitet werden. Andere Kaliumkanäle, sogenannte BK-Kanäle, sorgen in Anschluss dafür, dass Kalium aus der Haarzelle ausströmt und die Zelle wieder in den Ausgangszustand versetzt wird. Damit sind die Hör-Sinneszellen wieder aufnahmefähig für eine neue Schallwelle.

Bei Säugern wird der BK-Kanal aber anders als bei anderen Tieren unabhängig vom Calciumeinstrom aktiviert. Welcher Mechanismus dem zugrunde liegt, hat Wissenschaftlern aus aller Welt in den vergangenen Jahren Rätsel aufgegeben. Lang konnte jetzt zeigen, dass ein Protein namens LRRC52 dafür verantwortlich ist, dass die BK-Kanäle im Säuger-Ohr anders funktionieren als im Innenohr von Vögeln. Sie belegt, dass LRRC52 in hoher Konzentration in den Haarzellen erst vorhanden ist, wenn ein Säugetier tatsächlich hörfähig ist.

Dazu hat sie die Haarzellen von Mäusen vor und nach dem 12. Tag ihrer Geburt untersucht. Ab diesem Zeitpunkt sind die Nagetiere in der Lage, zu hören. In den Haarzellen von Mäusen, die noch nicht hören konnten, war LRRC52 nicht nachweisbar. Das Protein war bei älteren Mäusen exakt dort zu finden, wo auch die BK-Kanäle saßen, und fehlte immer dann, wenn BK-Kanäle nicht vorhanden waren. Somit ist LRRC52 ein Bestandteil von BK-Kanälen in Hör-Sinneszellen von Säugetieren, der den Kanal unabhängig vom Calcium­einstrom arbeiten lässt.

„Bei Säugern sind die Sinneszellen empfindlicher und schneller wieder betriebsbereit, was dem großen Frequenzbereich des Hörens zugute kommt“, erläutert Jutta Engel, Lehrstuhl für Biophysik der Universität des Saarlandes. © hil/aerzteblatt.de

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