Nervenzellwachstumsfaktor (NGF) - Definition & Wirkung
Der Nervenzellwachstumsfaktor (NGF) ist ein körpereigenes Protein, das das Wachstum, die Entwicklung und das Überleben von Nervenzellen fördert.
Wissenswertes über "Nervenzellwachstumsfaktor"
Der Nervenzellwachstumsfaktor (NGF) ist ein körpereigenes Protein, das das Wachstum, die Entwicklung und das Überleben von Nervenzellen fördert.
Was ist der Nervenzellwachstumsfaktor?
Der Nervenzellwachstumsfaktor (englisch: Nerve Growth Factor, kurz NGF) ist ein körpereigenes Signalprotein aus der Familie der Neurotrophine. Er spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung, dem Wachstum, der Differenzierung und dem Überleben von Nervenzellen (Neuronen) sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem. NGF wurde erstmals in den 1950er-Jahren von der Wissenschaftlerin Rita Levi-Montalcini entdeckt, wofür sie 1986 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt.
Wirkmechanismus
NGF entfaltet seine Wirkung, indem es an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen bindet. Die wichtigsten Rezeptoren sind:
- TrkA (Tropomyosin-Rezeptor-Kinase A): der hochaffine Rezeptor, der hauptsächlich für die positiven Wirkungen von NGF verantwortlich ist
- p75NTR (pan-Neurotrophin-Rezeptor): ein niedrigaffiner Rezeptor, der je nach Kontext Überleben oder Zelltod von Neuronen begünstigen kann
Nach der Bindung an TrkA werden intrazelluläre Signalkaskaden ausgelöst, die das Zellwachstum, das Überleben und die Ausbildung von Nervenfortsätzen (Axonen und Dendriten) fördern. NGF wird von Zielgeweben produziert, an die Nervenfasern heranwachsen sollen, und wirkt damit als Leitsubstanz für die Entwicklung des Nervensystems.
Biologische Funktionen
NGF übernimmt im Körper vielfältige wichtige Aufgaben:
- Förderung des Wachstums und der Reifung von Nervenzellen während der Embryonalentwicklung
- Sicherstellung des langfristigen Überlebens bestimmter Neuronen, insbesondere sympathischer und sensorischer Nervenzellen
- Regulation der Schmerzwahrnehmung über sensorische Nervenfasern
- Beteiligung an Lern- und Gedächtnisprozessen im Gehirn
- Unterstützung der Wundheilung und Immunabwehr
Medizinische Bedeutung
Erkrankungen mit verändertem NGF-Spiegel
Sowohl ein Mangel als auch ein Überschuss an NGF kann zu Krankheiten führen. Folgende Erkrankungen werden mit veränderten NGF-Spiegeln in Verbindung gebracht:
- Morbus Alzheimer: Ein reduzierter NGF-Spiegel bzw. eine gestörte NGF-Signalgebung wird mit dem Absterben cholinerger Neuronen im Gehirn assoziiert, was kognitive Beeinträchtigungen verursacht.
- Chronische Schmerzen: Ein erhöhter NGF-Spiegel fördert die Übersensibilisierung von Schmerzrezeptoren und trägt zu chronischen Schmerzzuständen wie Arthrose oder Rückenschmerzen bei.
- Periphere Neuropathien: Bei Erkrankungen wie diabetischer Neuropathie kann ein NGF-Mangel das Absterben peripherer Nervenfasern beschleunigen.
- Depressionen und psychische Erkrankungen: Niedrige NGF-Spiegel werden auch mit bestimmten psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht.
NGF als therapeutisches Ziel
Aufgrund seiner zentralen Rolle im Nervensystem ist NGF ein bedeutsames Ziel in der medizinischen Forschung. Zwei gegensätzliche therapeutische Ansätze werden verfolgt:
- NGF-Ersatztherapie: Die gezielte Zuführung von NGF oder die Stimulation seiner Produktion soll bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer den Verlust von Nervenzellen bremsen.
- NGF-Hemmung (Anti-NGF-Therapie): Monoklonale Antikörper, die NGF blockieren (z. B. Tanezumab), wurden klinisch zur Behandlung chronischer Schmerzen wie Arthrose-Schmerzen untersucht.
Aktuelle Forschung
Die Forschung zu NGF ist ein aktives Gebiet der Neurowissenschaften und Pharmakologie. Wissenschaftler untersuchen, wie NGF und verwandte Neurotrophine (wie BDNF, NT-3, NT-4) genutzt werden können, um neurodegenerative Erkrankungen zu behandeln, die Nervenregeneration nach Verletzungen zu fördern und chronische Schmerzsyndrome zu lindern. Die Herausforderung besteht darin, NGF gezielt ans Gehirn zu liefern, da das Protein die Blut-Hirn-Schranke nicht ohne weiteres passieren kann.
Quellen
- Levi-Montalcini R. - The nerve growth factor 35 years later. Science. 1987;237(4819):1154-1162.
- Chao MV. - Neurotrophins and their receptors: A convergence point for many signalling pathways. Nature Reviews Neuroscience. 2003;4(4):299-309.
- World Health Organization (WHO) - Neurological Disorders: Public Health Challenges. WHO Press, Genf, 2006.
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