Durch Mitochondrien vermittelte Glutamattoxizität

Glutamat ist eine Aminosäure, die in Zellen zur Biosynthese von Proteinen und zur Energieerzeugung in Form von Adenosintriphosphat (ATP) verwendet wird. ATP wird aus Glutamat in Mitochondrien synthetisiert, einer subzellulären Organelle, die auf Energieerzeugung mit Sauerstoff spezialisiert ist. Im Nervensystem spielt Glutamat zusätzlich eine wichtige Rolle als erregender Neurotransmitter, der notwendig ist, um Nervenimpulse von einem Neuron zum anderen zu leiten. Nervenimpulse lösen die Freisetzung von Glutamat aus der präsynaptischen Zelle in den synaptischen Spalt aus. Anschließend reagiert Glutamat mit den Glutamatrezeptoren auf der postsynaptischen Zelle und aktiviert sie. Nach der Aktivierung muss Glutamat schnell wieder entfernt werden. Bleibt die Glutamatkonzentration jedoch hoch, führt dies zu einer Überaktivierung der postsynaptischen Neuronen, wodurch diese Neuronen erschöpft werden und ihr Abbau verursacht wird. Dieser als Exzitotoxizität bezeichnete Prozess tritt bei neurodegenerativen Erkrankungen und nachneuronalenVerletzungennachtraumatischen Hirnverletzungen auf. Vorläufige Daten des Ludwig Boltzmann Instituts für experimentelle und klinische Traumatologie des AUVA-Forschungszentrums zeigen, dass die erhöhten Glutamatkonzentrationen, die für die exzitotoxische Wirkungen verantwortlich sind, auf einen Defekt in den Mitochondrien zurückzuführen sind. Dieser Defekt verhindert den Verbrauch von Glutamat für die Energiegewinnung. Dies destabilisiert den Glutamatstoffwechsel und verursacht Exzitotoxizität und neuronalen Tod. Ziel dieses Projektes ist es, die Defekte in Mitochondrien zu identifizieren, die den Glutamatstoffwechsel destabilisieren, und eine pharmakologische Strategie zu entwickeln, die die mitochondrienabhängige Glutamat-Toxizität verbessern und den neuronalen Tod verhindern kann.