Hintergrund Neurotoxikologie

Strukturelle und funktionelle Eigenschaften des Nervensystems machen es besonders anfällig für chemische Arbeitsstoffe. Durch Axone und Dendriten bilden einzelne Nervenzellen Verbindungen zu anderen Neuronen, die teilweise weit voneinander entfernt liegen. So entstehen komplexe Netzwerke, die über elektrische und neurobiochemische Signale miteinander interagieren. Durch die räumlich- und zeitlich-koordinierte Aktivierung verschiedener Netzwerke ist der Mensch in der Lage, sein Verhalten so zu steuern, dass er komplexe motorische und kognitive Leistungen erbringen kann. Werden durch neurotoxische Arbeitsstoffe diese komplexen Netzwerke gestört, so lassen sich mit neuropsychologischen Verfahren diese Wirkungen im Verhalten messen. Dieser Ansatz wird als Verhaltenstoxikologie bezeichnet und wir versuchen, durch unsere Forschung akute und chronische Effekte chemischer Arbeitsstoffe mit diesen Methoden zu erfassen, um so wissenschaftliche Beiträge zur Grenzwertsetzung zu liefern.

Parallel dazu versuchen wir die biologischen Grundlagen verhaltens-/ neurotoxischer Effekte zu verstehen. Mit zellbiologischen Verfahren untersuchen wir strukturelle und funktionelle Veränderungen einzelner Neurone oder Neuronen-Netzwerke. Unser besonderes Interesse gilt dabei der Dynamik der Entstehung und Degeneration von Neuronen-Netzwerken und der veränderten Aktivierbarkeit von Neuronen durch verschiedene Neurotransmitter. Mit diesem Forschungsstrang sollen – im Sinne des Paradigmenwechsels in der Toxikologie – „toxicity pathways“ identifiziert werden, die mit der Neurotoxizität von Arbeitsstoffen assoziiert sind. Ziel dieser Arbeit ist es auch, bisher unbekannte Neurotoxine zu identifizieren und ein besseres Verständnis für ihre Wirkungsweise zu erlangen.