Glutamat steuert die Entwicklung motorischer Einheiten

New York – Die Entwicklung der motorischen Einheiten könnte wesentlich von einer Glu­ta­matausschüttung in den neuromuskulären Spalt abhängen. Diese Erkenntnis vertreten Forscher der University of Buffalo nach Studien an einem Mausmodell. Sie publizier­ten ihre Daten im Journal of Neuroscience (2016; doi: 10.1523/JNEUROSCI.1181-16.2016).

Muskelfasern sind jeweils einem Motorneuron zugeordnet. Die Gesamtheit aller Muskel­fasern und ihrem innervierenden Motorneuron bezeichnet man als motorische Einheit. Diese klare Zuordnung besteht jedoch kurz nach der Geburt noch nicht. Hier wird jede Muskelfaser von bis zu zehn Motorneuronen angesteuert. Im Verlaufe der motorischen Entwicklung bildet sich mit dem Nerv, von dem die Muskelfaser die meisten Signale er­hält, die motorische Einheit heraus. Die anderen neuromuskulären Verbindungen ver­kümmern.

Da in die neuromuskuläre Endplatte hauptsächlich Acetylcholin ausgeschüttet wird, be­stand bisher die Vermutung, dass dieser Neurotransmitter auch die Entwicklung der mo­to­rischen Einheit steuert.

Aus Vorstudien wussten die Forscher, dass Glutamat, wenn auch in geringerer Konzen­tration, als Acetylcholin, in den neuromuskulären Spalt ausgeschüttet wird. Sie unter­such­ten die Wirkung der Glutamatausschüttung bei Mäusen. Wenn die Forscher die Sig­nalübertragung durch Glutamat blockierten, bildeten sich bei den Mäusen die moto­ri­schen Einheiten langsamer heraus. Im Gegensatz dazu beschleunigte eine Verstärkung der Glutamatausschüttung die Ausbildung der Einheiten.

Die muskuläre Sensitivität für Glutamat bestand bei den Mäusen nur innerhalb der ers­ten zwei Wochen nach der Geburt. Danach war Acetylcholin der entscheidende Taktge­ber für die Aktivierung der Muskulatur.

Mit ihren Ergebnissen konnten die Forscher nach eigenen Angaben zeigen, dass Glu­ta­mat ein wichtiger Faktor für die Ausbildung der Motorik ist. Bisher galt Glutamat primär als zentraler Neurotransmitter, der im peripheren Nervensystem nur eine unter­geordnete Rolle spielt.

hil