Entdeckung eines zellulären Mechanismus könnte altersbedingte kognitive Gesundheit durch erhöhte Gehirnenergie verbessern

BerlinWissenschaftler der UCL haben eine Methode entdeckt, um die Energie des Gehirns zu steigern, was die Gehirngesundheit im Alter verbessern könnte. Unter der Leitung von Professor Alexander Gourine erforschte das Team Astrozyten, eine spezielle Art von Gehirnzellen. Ihre Ergebnisse wurden im Fachjournal Nature veröffentlicht.

Astrozyten sind unverzichtbar für die Gehirnfunktion. Sie unterstützen Neuronen, indem sie ihnen Energie zur Verfügung stellen. Wenn Neuronen zusätzliche Energie benötigen, nutzen Astrozyten ihre Glukosereserven, um Laktat zu produzieren. Dies versorgt die Neuronen rasch mit mehr Energie.

Hier sind einige wesentliche Erkenntnisse der Untersuchung:

• Astrozyten unterstützen Neuronen, indem sie bei Bedarf Energie liefern.
• Sie nutzen dazu Glukosespeicher und produzieren Laktat.
• Spezielle Rezeptoren auf Astrozyten erkennen, wenn Neuronen mehr Energie benötigen.
• Ein Molekül namens Adenosin spielt hierbei eine wichtige Rolle.
• Der gleiche Mechanismus wird auch zur Energiebereitstellung in Muskeln und Leber verwendet.

Professor Gourine erläuterte die Bedeutung der Kontrolle des Energieverbrauchs in Neuronen durch Astrozyten. In ihren Experimenten verwendeten die Forscher Mäuse und Zellproben. Sie entdeckten bestimmte Rezeptoren in Astrozyten, die erkennen können, wenn Neuronen aktiv sind. Diese Rezeptoren lösen einen Prozess aus, der Adenosin umfasst und die Glukoseverwertung sowie die Energieversorgung in den Astrozyten aktiviert.

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Als die Forscher diese Rezeptoren bei Mäusen ausschalteten, verschlechterte sich die Gehirnfunktion der Tiere. Sie hatten Probleme mit der allgemeinen Hirnaktivität, Gedächtnis und Schlaf. Dies zeigt, dass der entdeckte Signalweg entscheidend für Lernen, Gedächtnis und Schlaf ist.

Dr. Shefeeq Theparambil von der Universität Lancaster war an der Studie beteiligt. Er erklärte, dass diese Methode helfen könnte, Gehirnerkrankungen zu behandeln, bei denen der Energieverbrauch verringert ist, wie zum Beispiel bei Neurodegeneration und Demenz.

Laut Professor Gourine verschlechtert sich das Energiegleichgewicht im Gehirn mit zunehmendem Alter, und dieser Abbau verläuft bei Krankheiten wie Alzheimer schneller. Die Studie deutet auf eine mögliche Medikation hin, die dabei helfen könnte, die Gehirnenergie wiederherzustellen, die Gehirnfunktion zu schützen, den Geist scharf zu halten und die langfristige Gesundheit des Gehirns zu unterstützen.

Die Studie, unterstützt von Wellcome, wurde von Wissenschaftlern mehrerer Universitäten durchgeführt: Lancaster University, Imperial College London, King's College London, Queen Mary University of London, University of Bristol, University of Warwick und der University of Colorado.