Prinzipien, Regeln und Gesetze im Gehirn sind so eine Sache – unser Gehirn will sich nicht so recht daran halten… Das musste auch Dale erfahren.

Dale entdeckte die chemische Seite des Gehirns – und die Neurotransmitter…  

Der Nobelpreisträger Dale (einer der wenigen Neurowissenschaftler, die je einen Nobelpreis bekamen, neben Ehrlich und kandel…) entdeckte im Prinzip die Neurotransmitter, insbesondere das Acetylcholin. Damit verlassen wir die Neuroanatomie und wagen uns weit in die Neurophysiologie vor…

Ach ja, sein Prinzip besagt, dass jedes Neuron an den dazugehörigen Synapsen (siehe Gray) einen speziellen Neurotransmitter verwendet…

Allein es ist auch hier der Herbst nicht leer an Schätzen,
Die List und Wachsamkeit auf hohen Bergen findt.
Eh sich der Himmel zeigt und sich die Nebel setzen,
Schallt schon des Jägers Horn und weckt das Felsen-Kind;
Da setzt ein schüchtern Gems, beflügelt durch den Schrecken,
Durch den entfernten Raum gespaltner Felsen fort;
Dort eilt ein künstlich Blei nach schwer gehörnten Böcken,
Hier flieht ein leichtes Reh, es schwankt und sinket dort.
Der Hunde lauter Kampf, des Erztes tödlich Knallen
Tönt durch das krumme Tal und macht den Wald erschallen.

29 Das Dale Prinzip

Dales Prinzip

Das Dale-Prinzip postuliert, dass jedes Neuron (eines adulten Organismus) jeweils an allen Synapsen denselben Neurotransmitter verwendet (leider falsch – es irrt auch ein Nobelpreisträger…)

Dale entdeckte, dass die neuromuskuläre Übertragung an quergestreiften Muskelfasern und an neuronalen Synapsen durch die Freisetzung von Acetylcholin erfolgt (s.a. elektro-chemische Kopplung).

Er formulierte 1933 das nach ihm benannte, heute nicht mehr gültige Prinzip und erhielt 1936 zusammen mit Otto Loewi den Nobelpreis für Medizin für die Entdeckung der chemischen Übertragung von Nervenimpulsen durch Neurotransmitter.

Dales Hypothese postulierte, dass jede Nervenzelle nur einen Neurotransmitter benutzt, was sich aber sehr viel später als falsch herausstellte (stattdessen wurde das Koexistenzprinzip von Tomas Hökfelt propagiert).

Die Weiterentwicklung dieses Postulates besagt, dass Neuronen an allen Synapsen jeweils die gleiche Kombination von Transmittern und modulierenden Substanzen verwenden.

Später teilte er die Nerven nach der Art ihres Transmitters in adrenerge und cholinerge Fasern ein. Seit der Entdeckung von Co-Transmittern und modulierenden Neuropeptiden gilt das klassische Dale-Prinzip nicht mehr.

Zugabe: Tomas Gustav Magnus Hökfelt

(* 29. Juni 1940 in Stockholm)

ist ein schwedischer Neurowissenschaftler und Zellbiologe. Hökfelt machte 1960 sein Abitur in Hamburg und studierte danach Medizin am Karolinska-Institut, wo er 1968 bei Nils-Åke Hillarp (född 24 juli 1916 i Hässleholm, död 17 mars 1965, var en svensk forskare och en förgrundsgestalt till forskningen om monoaminer i hjärnan…) promoviert wurde. Danach war er dort Assistenzprofessor und 1979 bis zu seiner Emeritierung 2006 Professor für Histologie und Zellbiologie in der Abteilung Neurowissenschaften. Er war auch in der Fakultät für Biotechnologie der Königlich Schwedischen Technischen Hochschule in Stockholm.

Hökfelt befasst sich mit Neurotransmittern & Neuropeptiden, wobei er sich vor allem histochemischer Techniken bedient (Immunhistochemie, in situ-Hybridisierung), aber auch molekularbiologischer Methoden einschließlich der Erzeugung einiger transgener Mauslinien.

Insbesondere erforschte er die Rolle von Neuropeptiden, von denen drei (Substanz P, Galanin, NPY) am Karolinska-Institut entdeckt wurden, und deren Rolle, zum Beispiel bei Schmerz, Depressionen und Epilepsie.

Er entdeckte 1977, dass in bestimmten Nervenzellen mehrere Neurotransmitter vorhanden waren (in sympathischen Ganglienzellen von Meerschweinchen, die neben Noradrenalin Somatostatin als Neurotransmitter hatten).

Das von ihm formulierte Koexistenzprinzip (ein Neuron- mehrere Neurotransmitter) löste das bis dahin vorherrschende Dale-Prinzip ab (ein Neuron – ein Neurotransmitter).

2001 konnte er nachweisen, dass der Neurotransmitter Galanin eine Rolle bei Epilepsie spielt: in transgenen Mauslinien mit Überexpression von Galanin wurde eine Verzögerung der experimentellen Epilepsieauslösung festgestellt. Er untersuchte auch die Ursachen der Anorexia nervosa mit Serguei Fetissov als Autoimmunkrankheit.

Zugabe: Serguei Fetissov

(keine Daten erhältlich… klar, er lebt ja noch…)
Warum Gewalttätigkeit eine Körper-Fehlfunktion sein könnte (aus Kurier vom 29.06.2018)

Forscher haben Antikörper von Verbrechern in Mäuse injiziert. Sie wurden aggressiv…

„Ich wusste, dass es falsch war. Aber ich konnte es nicht stoppen.“ Diesen Satz hörte Henning Vaeroy über die Jahre immer wieder, wenn er Schwerverbrechern im Hochsicherheitsgefängnis nahe Oslo, die über ihre Tat berichteten, zuhörte. Die Erzählungen ließen dem forensischen Psychiater keine Ruhe. Er wollte wissen, ob Menschen tatsächlich gegen ihren Willen ein Verbrechen begehen können, und ob im Körper von Gewaltverbrechern möglicherweise etwas falsch läuft. Der Psychiater studierte Fachliteratur, Körperchemie, inklusive Aggressionskontrolle sowie Hormone und besprach sich mit Kollegen. Unter anderem mit Serguei Fetissov.

Der Neurobiologe von der Universität Rouen, Normandie interessiert sich seit Jahren sehr dafür, wie das Immunsystem das Verhalten beeinflusst – „nicht nur Aggression, sondern auch Essverhalten und all die anderen Angewohnheiten, die es Lebewesen ermöglichen, zu überleben“. 2005 entdeckte er einen Zusammenhang: „Menschen mit gestörtem Sozialverhalten haben einen höheren Level von Autoantikörpern gegen Stresshormone.“ Kurz gesagt: Antikörper können aggressiv machen.

16 Blutproben

Henning Vaeroy – immer noch daran interessiert, das Stress-System zu untersuchen, besonders jenes, das in Gewalt umschlägt – kontaktierte Fetissov und schickte ihm Blutplasma von 16 „seiner“ Gewalttäter. „Meine Idee war, dass Antikörper als Regler arbeiten; sie können Hormone genauso regulieren wie Hunger. Daher dachte ich, dass die Antikörper auch die Stress-Hormone beeinflussen können.“ Und tatsächlich: Bei den Häftlingen fand Fetissov eine auffällige Abweichung im Bereich des Immunsystems. An die sogenannten Autoantikörper binden sich körpereigene Substanzen, wie zum Beispiel das Stresshormon ACTH. Bei den Inhaftierten greifen die Antikörper an einer anderen Stelle am ACTH-Molekül an – und verändern auf diese Weise wohl die Aggressionskontrolle.

Um das zu bestätigen, haben die Forscher die Antikörper der Verbrecher in Mäuse injiziert. Die Folge: Sie waren danach Artgenossen gegenüber messbar aggressiver. Antikörper aus der Kontrollgruppe, bestehend aus unbescholtenen Probanden, bewirkten das Gegenteil – sie machten die Mäuse friedlicher, berichten die beiden Forscher im Wissenschaftsblatt Pnas.

Im Gespräch relativiert Fetissov: „Antikörper können den Cortisolausstoß (wichtiges Stresshormon) beeinflussen. Der ganze Kreislauf ist zwar nicht unmittelbar mit Aggression verbunden, zeigt aber, wie unterschiedlich der Umgang mit Stress je nach Individuum sein kann.“ Man könne sicher nicht sagen, dass das Böse oder die Aggression im Blut sitze, aber Körper von Gewaltverbrechern könnten tatsächlich anders funktionieren.

Biologismus

Mit dieser Studie stechen die beiden Forscher in ein Wespennest. Der Vorwurf des Biologismus – menschliches Verhalten auf Körperchemie zu reduzieren – steht im Raum. Seit Jahren befürchten die einen eine Renaissance einer biologisierten Kriminologie, die anderen, wie Fetissov, sagen: „Wir können Biologie und Psychologie nicht getrennt halten, es wird immer Interaktion geben.“

Schon 1876 meinte der italienische Gerichtsarzt Cesare Lombroso, den „geborenen Verbrecher“ am Körperbau erkennen zu können: Ohrenform, Fingerlänge, fliehende Stirn und Schädelvolumen ließen Rückschlüsse auf die Anfälligkeit eines Menschen für kriminelles Verhalten zu. Sein Credo: Verbrechen sind biologisch bedingt. Nicht Erziehung, Bildung und Lebensumstände des Verbrechers müssen untersucht werden, um seine Taten zu begreifen, sondern seine Biologie und Anatomie. Damit begründete Lombroso die Kriminalanthropologie.

Nach 1945 waren biologische Argumente zunächst verpönt. Das hielt aber nur zwanzig Jahre an. Schon in den 1960er-Jahren brachten Genetiker die Legende in Umlauf, ein zusätzliches Y-Geschlechtschromosom verdamme Männer zu kriminellem Verhalten. Vor allem statistische Tricks ermöglichten die Verknüpfung der als XYY-Syndrom bekannt gewordenen Chromosomenanomalie mit Kriminalität. Heute erlebt der biologische Determinismus ein Revival. Neu ist dabei nur, dass die angeborene Kriminalität tief im Inneren gesucht wird – in Genen und Hormonen.

Mikrobiom – der Schlüssel?

Fetissov jedenfalls sagt: „Wir brauchen noch mehr Forschung, um die Mechanismen des Körpers besser zu verstehen. Eine Idee, die ich verfolge, ist die Darmflora. Wir wissen, dass Antikörper vom Mikrobiom (die Darmbakterien, die bei jedem anders sind) stimuliert werden. Das greift in den Hormonhaushalt ein.“ Wie? Darmbakterien verdauen Nahrung, bauen Medikamente ab und produzieren Hormone. Denkbar ist, dass die entstehenden Stoffwechselprodukte über die Blutbahn ins Gehirn gelangen; dort beeinflussen sie die Konzentration bestimmter Neurotransmitter wie Serotonin oder Dopamin, was Auswirkungen auf unser Verhalten hat. „Wenn wir herausbekommen wie, könnte das der Schlüssel sein, Verhalten zu beeinflussen, auch die Aggression.“

Ehrungen & Auszeichnungen

2000 erhielt er den Neuronal Plasticity Prize und 1987 den belgischen Artois-Baillet-Latour Preis. 1988 erhielt er den Bristol-Myers Squibb Award in Neurowissenschaften, 1978 den Floman Preis, 1979 den Erik Fernström Preis für Nachwuchswissenschaftler, 1984 den Jubiläumspreis der Schwedischen Ärzte-Gesellschaft, 1985 den Preis der New York Academy of Sciences in Biologie und Medizin, 1987 den InBev-Baillet Latour Health Prize, 2002 den Pasarow Award und 2007 die Grande Médaille der Académie des sciences.

Er ist auswärtiges Mitglied der National Academy of Sciences (1984), der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften (1985), der Academia Europaea (1989), der American Academy of Arts and Sciences (1996) und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (2000) und Ehrenmitglied der Finnischen Histochemischen Gesellschaft, des Centre for Neuroscience des University College, London, der American Association of Anatomists. Er ist mehrfacher Ehrendoktor (Kopenhagen, Tampere, Ferrara, Bordeaux). 2005 erhielt er den Endocrine Regulation Prize und 2007 die Grande médaille de l’Académie des sciences. 2012 wurde Hökfelt mit der Goldenen Kraepelin-Medaille und mit der Erasmus Medal der Academia Europaea ausgezeichnet. Tja, da fehlt nur noch der Nobelpreis…

Mit Anders Björklund (geb. 1945) war er Herausgeber des Handbook of Chemical Neuroanatomy (21 Bände, Elsevier, 1983–2005). Er war Mitherausgeber vieler Zeitschriften wie Brain Research und Neuroscience.

Veröffentlichungen & Schriften

mit L. G. Elfvin, R. Elde, M. Schultzberg, M. Goldstein, R. Luft: Occurence of somatostatin-like immunoreactivity in some peripheral sympathetic noradrenegic neurons. In: Proc. Nat. Acad. Sciences, Band 74, 1977, S. 3587–3591, PMID 16592433

mit O. Johansson, A. Ljungdahl, J. M. Lundberg, M. Schultzberg: Petidergic neurones. In: Nature, Band 284, 1980, S. 515–521

Neuropeptides in perspective: the last ten years. In: Neuron, Band 7, 1991

mit M. Kokaia, K. Holberg, A. Nanobashvili, Z.Q. Xu, Z. Kokaia, U. Lendahl, S. Hilke, E. Theodorsson, U. Kahl, T .Bartfai, O. Lindvall: Suppressed kindling epileptogenesis in mice with ectopic overexpression of galanin. In: Proc. Nat. Acad. Sciences, Band 98, 2001, PMID 11698649

mit D. Stanic, G. Paratcha, F. Ledda, H. Herzog, A. S. Kopin: Peptidergic influences in proliferation, migration and placement of neuronal progenitors in the adult mouse forebrain. In: Proc. Nat. Acad. Sci., Band 105, 2008

mit Serguei Fetissov, J. Harro, M. Jaanisk, A. Järv, I. Podar, J. Allik, I. Nilsson, P. Sakthivel, A. K. Leffvert: Autoantibodies against neuropeptides are associated with psychological traits in eating disorders. In: Proc. Nat. Acad. Sci., Band 102, 2005, Abstract.

Zurück zu Dale:

Die Benennung des Prinzips (1954) stammt von dem australischen Nobelpreisträger John C. Eccles (1903-1997), der sich auf einen Vortrag von Dale 1934 bezog. Dale selbst hat dieses Prinzip nie explizit in seinen Schriften formuliert.

In den 1940er Jahren stritt er mit Eccles darüber, ob Nervensignale chemisch (Dale) oder elektrisch (Eccles) an den Synapsen übertragen werden. Später erkannte man, dass die Übertragung meist chemisch erfolgt, nur manchmal auch elektrisch.

Eine elektrochemische Welle (ein sog. Aktionspotential) bewegt sich entlang eines Axons eines Neurons. Wenn die Welle eine Synapse erreicht, kommt es zu einer Freisetzung von Neurotransmittermolekülen, welche an Rezeptormolekülen an der Membran eines anderen Neurons auf der anderen Seite der Synapse lokalisiert sind.

An electrochemical wave called an action potential travels along the axon of a neuron. When the wave reaches a synapse, it provokes release of a puff of neurotransmitter molecules, which bind to chemical receptor molecules located in the membrane of another neuron, on the opposite side of the synapse.

(Ich habe den englischen Originaltext stehen lassen, weil er zeigt, wie unterschiedlich deutsche und englische Hirne ticken…)

Sir Henry Hallett Dale

(* 9. Juni 1875 in London; † 23. Juli 1968 in Cambridge)

war ein englischer Arzt, Physiologe, Pharmakologe und Biochemiker des 19./20. JH.

Dale erhielt zusammen mit Otto Loewi 1936 den Nobelpreis für Medizin „für ihre Entdeckungen bei der chemischen Übertragung der Nervenimpulse“. Dale war zudem der Entdecker von Oxytocin und Acetylcholin (ACh).

Biographisches

Dale studierte ab 1894 Medizin (Physiologie und Zoologie) an der Universität Cambridge, war 1903 für vier Monate bei Paul Ehrlich (s.d.) in Frankfurt und arbeitete dann als Pharmakologe am University College London, wo er 1905 mit Otto Loewi (1873-1961) zusammentraf. Ab 1904 war er Leiter des Physiologischen Forschungslabors von Wellcome in London. 1909 erhielt er seinen M. D. Abschluss als Mediziner in Cambridge. Seine medizinische Ausbildung hatte er auch am St Bartholomew’s Hospital in London. Im Jahr 1914 übernahm er eine leitende Funktion (Direktor der Abteilung Biochemie und Pharmakologie) im National Institute for Medical Research in London. Er arbeitete unter anderem über die pharmakologischen Wirkungen von Mutterkorn und Alkaloiden wie Tyramin und Histamin. 1906 entdeckte er in der Hypophyse das Hormon Oxytocin. Er stellte fest, dass es beim Geburtsvorgang und beim Stillen eine wichtige Funktion hat.

Familiäres

Dale war seit 1904 verheiratet und hatte einen Sohn und zwei Töchter.

Sein Bruder Benjamin Dale war Komponist.

Wissenschaftliches Werk

Dale isolierte mit Kollegen in langjähriger Arbeit Acetylcholin aus Pilzen und entdeckte die mögliche Rolle als Neurotransmitter (um 1914), was von Loewi dann nachgewiesen wurde. Loewi fand 1921, dass bei Stimulation von Nerven am Froschherzen eine von ihm Vagusstoff genannte chemische Substanz freigesetzt wurde, die Dale dann als Acetylcholin identifizierte. Diese Substanz konnte auch direkt das Herz stimulieren, womit die chemische Übertragung von Nervensignalen nachgewiesen war.

Ehrungen & Auszeichnungen

1914 wurde er als Mitglied („Fellow“) in die Royal Society gewählt, die ihm 1924 die Royal Medal und 1937 die Copley-Medaille verlieh. Im Jahr 1932 wurde er zum Knight Bachelor geschlagen. Die britische Krone verlieh ihm 1944 den Order of Merit. Die American Diabetes Association verlieh ihm 1954 die Banting-Medaille, die Deutsche Pharmakologische Gesellschaft ehrte ihn 1962 mit der Schmiedeberg-Plakette.

Dale wurde 1927 in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. Er war ab 1932 Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, ab 1939 der American Philosophical Society und ab 1940 der National Academy of Sciences. 1943 wurde er als Knight Grand Cross des Order of the British Empire ausgezeichnet.

Dale war von 1928 bis 1942 Direktor des National Institute for Medical Research.

Der Mondkrater Dale ist nach ihm benannt.

Quellen, Literatur und Veröffentlichungen

Außer Wiki findet sich nichts…

Nur auf der englischen:

References

Feldberg, W. S. (1970). „Henry Hallett Dale. 1875-1968“. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 16: 77–174. doi:10.1098/rsbm.1970.0006. PMID 11615480.

Tansey, Elizabeth M. (1990). The early scientific career of Sir Henry Dale FRS (1875-1968). ucl.ac.uk (PhD thesis). University of London. OCLC 556469190. EThOS uk.bl.ethos.294137.

Abigail O’Sullivan: Henry Dale’s Nobel Prize winning ‚discovery‘. Minerva, 2001; 38: 409–424.[ISBN missing]

Sabbatini, R.M.E.: Neurons and synapses. The history of its discovery. IV. Chemical transmission. Brain & Mind, 2004.

Feldberg W, rev. Tansey EM (2004–2011). Dale, Sir Henry Hallett (1875–1968), Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, 2004; online edn, Jan 2011. Retrieved 2011-07-08. doi:10.1093/ref:odnb/32694

„Dale, Henry Hallett (DL894HH)“. A Cambridge Alumni Database. University of Cambridge.

„Sir Henry Dale – Biographical“. nobelprize.org.

„Fullerian Professorships“.

Anon (2015). „Biography of Henry Hallett Dale (1875-1968)“. rigb.org. London: Royal Institution. Archived from the original on 8 March 2016.

Anon (2016). „Sir Henry Dale Fellowships“. wellcome.ac.uk. London: Wellcome Trust. Archived from the original on 22 June 2016.

aber auch hier keine einzige Originalveröffentlichung…