Zusammenfassung
Der pathologische Prozess einer sporadisch auftretenden amyotrophen Lateralsklerose
(sALS) ist mit dem Auftreten zytoplasmatischer Einschlusskörper eines normalerweise
im Zellkern vorkommenden Proteins (TDP-43) verbunden und ergreift nur wenige Arten
langaxoniger Projektionsneurone. Die Riesenpyramidenzellen von Betz im primären motorischen
Neokortex und die α-Motorneurone im unteren Hirnstamm und Rückenmark sind früh ergriffene
Zellformen. Im zentralen Nervensystem des Menschen sind diese beiden Zellarten durch
axonale Projektionen monosynaptisch verbunden. Im Verlauf einer sALS verlieren die
Zellkerne affizierter Neurone graduell ihre Immunoreaktivität für TDP-43. Bei α-Motorneuronen
entstehen unlösliche TDP-43-Einschlüsse im Zellleib, während in Betz-Zellen derartige
Aggregatbildungen zunächst ausbleiben. Es erscheint daher möglich, dass in Betz-Zellen
anfänglich eine im Zytoplasma noch lösliche Form des TDP-43 entsteht, die in das Axoplasma
gerät, über direkte synaptische Kontakte übertragen wird und im nachfolgenden Neuron
erneut die Dysregulation und Aggregation des TDP-43 auslöst. Das im Verlauf einer
sALS entstehende Ausbreitungsmuster der Schädigungen ist mit der Vorstellung vereinbar,
dass ein zellenschädigendes Agens über axonale Kontakte von kortikalen Projektionsneuronen
auf nachfolgende Neuronen übertragen wird und dort den pathologischen Prozess erneut
induziert.
Abstract
The pathological process underlying sporadic amyotrophic lateral sclerosis (sALS)
that is associated with the formation of cytoplasmic inclusions of a nuclear protein
(TDP-43) is confined to only a few types of long-axoned projection neurons. The giant
Betz pyramidal cells of the primary motor neocortex as well as large α-motor neurons
of the lower brainstem and spinal cord become involved early. In the human brain,
these two neuronal types are to a large extent interconnected by monosynaptic axonal
projections. The cell nuclei of affected neurons gradually forfeit their normal expression
of the protein TDP-43. In α-motor neurons, this nuclear loss is followed by the formation
of insoluble TDP-43-immunopositive inclusions in the cytoplasm, whereas in Betz cells
the loss of nuclear expression remains for an unknown period of time unaccompanied
by somatodendritic and/or axoplasmic aggregations. It is possible that in cortical
pyramidal cells (Betz cells) the nuclear clearing initially leads to the formation
of an abnormal but still soluble cytoplasmic TDP-43 which may enter the axoplasm and,
following transmission via direct synaptic contacts, induce anew TDP-43 dysregulation
and aggregation in recipient neurons. The trajectory of the spreading pattern that
consecutively develops during the course of sALS is consistent with the dissemination
from chiefly cortical projection neurons via axonal transport through direct synaptic
contacts leading to the secondary induction of TDP-43-containing inclusions within
recipient nerve cells in involved subcortical regions.
Schlüsselwörter
α-Motorneuron - monosynaptische Transmission - amyotrophe Lateralsklerose - Betz-Zellen
- TDP-43
Key words
α-motor neuron - monosynaptic transmission - amyotrophic lateral sclerosis - Betz
cells - TDP-43