Amsterdam (NL), Oldenburg (D) – Eindelijk ontdekken neurobiologen hoe zenuwcellen de kegeltjes en staafjes in het netvlies sturen.


Onderzoekers van het Interuniversitair Oogheelkundig Instituut in Amsterdam en van de universiteit van Oldenburg in Duitsland ontdekten een nieuw communicatiemechanisme bij zenuwcellen. Sommige cellen in het netvlies brengen op een voor hun unieke manier signalen over.
Tot nu toe spraken neurobiologen over twee communicatiemechanismen waarmee zenuwcellen, ofwel neuronen, berichten naar elkaar overbrengen. Ten eerste zijn er chemische synapsen waarbij de signaaloverdracht draait om signaalstoffen. Via de synaptische spleet, een ruimte tussen twee elkaar opvolgende neuronen, reizen deze stoffen van het ene naar het volgende neuron. Eenmaal omgezet in een signaal, vervolgt het zijn weg door de zenuwcel. Zo doorkruist een bericht via diverse zenuwcellen de hersenen of het ruggenmerg. Ten tweede bestaan er elektrische synapsen. Hierbij staan zenuwcellen in direct contact met elkaar. Zij brengen dan ook zonder signaalstoffen berichten over.
Het kan ook anders, blijkt nu. De onderzoekers toonden in het netvlies een tot nu toe onbekende, derde manier van communiceren aan. Hierbij spelen connexinen – eiwitten die normaal gesproken stevige verbindingen vormen tussen cellen – een belangrijke rol. In het tijdschrift Science van 11 mei beschrijven de onderzoekers de werking van het mechanisme.

Wit is altijd wit
Wanneer lichtreceptoren, de bekende kegel- en staafcellen, in het netvlies een lichtsignaal opvangen, zetten deze het bericht om in een elektrisch signaal. Dit signaal reist via zenuwcellen naar de juiste bestemming in de hersenen. De hersenen zetten de signalen om in een reeks ‘foto’s’. Maar anders dan bijvoorbeeld een camera zien mensen kleuren als constant. Wit papier is voor ons altijd wit, ongeacht de kleur van het omgevingslicht. Blijkbaar corrigeren mensen op een slimme manier voor de continu veranderende omgeving. Tussen de zenuwcellen en de kegel- en staafcellen is echter nog nooit zo’n terugkoppelingsmechanisme gevonden.
De onderzoekers kregen argwaan toen ze connexine-eiwitten ontdekten op de zenuwcellen vlakbij de plek waar de netvliescellen de gewone neurotransmitter afgeven. Hier ontbraken namelijk de typische verbindingen die connexinen maken. De eiwitten houden zich blijkbaar met iets totaal anders bezig.
De auteurs van het artikel beschrijven dat connexinen de neuronale activiteit verminderen, zonder hierbij een neurotransmitter te betrekken. Zij toonden het bestaan aan van een elektrische stroom langs de connexinen. Deze stroom hangt af van de intensiteit van het signaal (de spanning) in de zenuwcellen. Hij verandert vervolgens de spanning buiten de neuronen, onder andere dicht bij het synaptische einde van de netvliescellen. De neurobiologen zagen dat deze lokale verandering inwerkt op de netvliescellen. Als reactie op de stroom geven deze minder signaalstoffen af. De zenuwcellen regelen zo via de connexinen de neurotransmitterafgifte door de netvliescellen, ofwel de lichtrespons.
Connexinen komen in overvloed voor in het centrale zenuwstelsel. Het zoeken naar andere plaatsen waar connexinen een dergelijke rol spelen, vormt nu de uitdaging. Het gevonden feedbackmechanisme is nieuw, maar het hoeft niet uniek te zijn.

Ellen Althuizen