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18.11: Langfristige Depression
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Langfristige Depression
 
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18.11: Langfristige Depression

Langzeitdepression oder LTD ist einer der Wege, auf denen synaptische Plastizität im Gehirn auftreten kann. LTD ist der Prozess der synaptischen Schwächung, der im Laufe der Zeit zwischen prä- und postsynaptischen neuronalen Verbindungen auftritt. Die synaptische Schwächung der LTD wirkt der synaptischen Stärkung durch Langzeitpotenzierung (LTP) entgegen. Zusammen sind sie die Hauptmechanismen, die dem Lernen und Gedächtnis zugrunde liegen.

Mechanismus der Kalziumionenkonzentration

Wenn im Laufe der Zeit alle Synapsen durch LTP oder einen anderen Mechanismus maximal verstärkt werden, würde ein Plateau in der Effizienz des Gehirns entstehen. Dieses würde das Lernen und die Bildung neuer Erinnerungen erschweren. LTD ist eine Möglichkeit, schwächere Synapsen zu beschneiden. Dadurch werden wieder Ressourcen frei und die Flexibilität des zentralen Nervensystems wird wieder hergestellt. Ein Mechanismus, durch den die LTD auftritt, hängt von der Anzahl der Kalziumionen im postsynaptischen Neuron nach präsynaptischer Stimulation ab. Seltene oder geringe präsynaptische Stimulation führt zu einem geringen Calcium-Ionen-Zufluss und damit zu einer niedrigen Calcium-Ionen-Konzentration im postsynaptischen Neuron.

Die niedrige Calcium-Ionen-Konzentration initiiert eine Signalkaskade, die in der Endozytose oder der Entfernung von α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure (AMPA)-Glutamat-Rezeptoren aus der Plasmamembran endet. Dadurch wird die postsynaptische Reaktion auf die gleiche sporadische präsynaptische Stimulation weiter abgeschwächt, da weniger Kanäle für positiv geladene Ionen vorhanden sind, die in die Membran eindringen und diese depolarisieren können. Das Neuron verwendet die AMPA-Rezeptoren zu einem späteren Zeitpunkt wieder und/oder trennt sie in ihre Bestandteile auf.

Erstmals wurde die LTD im Hippocampus beobachtet, wo sie alte Erinnerungen löschen soll. In der Folge wurde gezeigt, dass LTD in vielen Hirnregionen wie dem Kleinhirn, dem Striatum und dem Kortex auftritt. Die allgegenwärtige Präsenz der LTD unterstreicht ihre Bedeutung für die ordnungsgemäße Funktion des Gehirns.

LTD und Krankheiten

Fehlfunktionierende Mechanismen der LTD sollen zu zahlreichen neurologischen und kognitiven Störungen wie Sucht, geistiger Retardierung und Alzheimer beitragen. Die Forschung ist daher bemüht, die Mechanismen der LTD besser zu verstehen. Damit man besser verstehen kann, wie neurologische Störungen auftreten, und dafür Behandlungen entwickeln kann.


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