Myeline bepaalt elektrisch vermogen van zenuwcellen

Onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut werpen een nieuw licht op hoe verlies van myeline aan de basis zou kunnen liggen van afwijkende hersenactiviteit bij mensen met multiple sclerose (MS). De wetenschappers stellen dat de vorming van myeline bij specifieke schakelcellen nodig is om de signaalsterkte van elektrische impulsen te behouden. De resultaten van het onderzoek, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift eLife, zijn belangrijk voor het onderzoeken van het onderliggende proces van MS.

Impact van het verlies van myeline

De hersenen bevatten miljarden zenuwcellen die met elkaar in verbinding staan via kabelachtige structuren die axonen worden genoemd. Axonen geven elektrische signalen door en zijn vaak omhuld met een vettige substantie myeline genaamd. Deze stof verhoogt de snelheid van zenuwsignalen en vermindert het energieverlies over lange afstanden. Verlies of beschadiging van de myeline laag – wat bijvoorbeeld het geval is bij MS – kan leiden tot ernstige klachten. De myeline laag is dus van cruciaal belang voor de hersenfunctie. Er is echter weinig bekend over de rol van deze laag in de elektrische structuur van netwerken waar ervaringen worden verwerkt en herinneringen worden opgeslagen.

Voor het overbrengen van elektrische signalen zijn schakelzenuwcellen tussen twee andere zenuwcellen nodig. Een specifieke schakelcel in de hersenen, het PV+ interneuron, heeft vrij korte axonen met myeline en regelen belangrijke snelle hersengolven en cognitieve processen in grijze hersengebieden. Recente onderzoek heeft aangetoond dat ook axonen van PV+ schakelcellen geïsoleerd zijn door myeline. Het blijft echter onduidelijk hoe de myeline laag hun functie beïnvloedt.

Epilepsie

Om de impact op schakelcellen en hersengolven te bestuderen, gebruikte onderzoeker Mohit Dubey van het Herseninstituut, samen met collega’s van het Erasmus Medisch Centrum, genetisch gemanipuleerde muizen die ofwel geen myeline hadden ofwel myeline verloren. “Naarmate de muizen meer en meer myeline verloren, veranderde de snelheid van de signalen van PV+ schakelcellen niet, maar nam hun signaalsterkte wel af”, aldus Dubey. Als gevolg nam de kracht van langzame hersengolven drastisch toe. Wanneer de muizen niet actief waren, veroorzaakten deze golven ook korte pieken die leken op signalen die gezien worden bij epilepsie. Het herstellen van de activiteit van PV+ schakelcellen hielp om de epileptische pieken te verminderen.

“De rol van zo’n kleine schakelcel is erg verassend en vergroot niet alleen ons begrip van het belang van myeline in de grijze stof en maar zeker ook de klinische relevantie van deze cellen ervan in aandoeningen zoals multiple sclerosis” zegt Maarten Kole, groepsleider bij het Herseninstituut. Meer onderzoek is nodig om te bepalen of deze korte epileptische pieken een marker van MS zou kunnen zijn en/of een doelwit voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën om cognitieve stoornissen te beperken.