Brokkolisprossenverbindung kann helfen, das Ungleichgewicht der Gehirnchemie bei Schizophrenie wiederherzustellen

In einer Reihe kürzlich veröffentlichter Studien an Menschen und Tieren haben Forscher von Johns Hopkins Medicine festgestellt, dass sie bestimmte Glutamat-bedingte chemische Ungleichgewichte im Gehirn von Schizophreniepatienten identifiziert haben - und dass diese Ungleichgewichte möglicherweise mithilfe einer bekannten Verbindung aus Brokkolisprossen behoben werden können als Sulforaphan.

"Es ist möglich, dass zukünftige Studien zeigen, dass Sulforaphan eine sichere Ergänzung ist, um Menschen mit dem Risiko einer Schizophrenie zu helfen, das Auftreten von Symptomen zu verhindern, zu verzögern oder abzustumpfen", sagt Dr. med. Akira Sawa, Professorin für Psychiatrie und Verhalten Wissenschaften an der Johns Hopkins University School of Medicine und Direktor des Johns Hopkins Schizophrenia Center.

Schizophrenie ist eine schwächende Störung, die durch Halluzinationen, Wahnvorstellungen und gestörtes Denken, Gefühle, Verhalten, Wahrnehmung und Sprechen gekennzeichnet ist. Die derzeit zur Behandlung von Schizophrenie verwendeten Medikamente wirken nicht bei jedem und können eine Vielzahl von Nebenwirkungen verursachen, darunter Stoffwechselprobleme, die das Herz-Kreislauf-Risiko erhöhen, unwillkürliche Bewegungen, Unruhe, Steifheit und „die Erschütterungen“.

In der ersten Studie in der Zeitschrift veröffentlicht JAMA PsychiatrieDas Forscherteam suchte nach Unterschieden im Hirnstoffwechsel zwischen Menschen mit Schizophrenie und gesunden Kontrollpersonen. Sie rekrutierten 81 Patienten aus dem Johns Hopkins Schizophrenia Center innerhalb von 24 Monaten nach ihrer ersten Psychose-Episode sowie 91 gesunde Kontrollpersonen aus der Gemeinde. Die Teilnehmer waren durchschnittlich 22 Jahre alt und 58% waren Männer.

Die Forscher verwendeten einen starken Magneten, um fünf Regionen im Gehirn zwischen Teilnehmern mit und ohne Psychose zu messen und zu vergleichen. Eine Computeranalyse von 7-Tesla-Magnetresonanzspektroskopiedaten (MRS) identifizierte einzelne chemische Metaboliten und ihre Mengen.

Im Durchschnitt hatten Patienten mit Psychose 4 Prozent weniger Glutamat in der vorderen cingulären Kortexregion des Gehirns als gesunde Menschen. Glutamat ist für seine Rolle beim Senden von Nachrichten zwischen Gehirnzellen bekannt und wurde mit Depressionen und Schizophrenie in Verbindung gebracht. Diese Ergebnisse belegen, dass Glutamatspiegel eine Rolle bei Schizophrenie spielen.

Darüber hinaus fanden die Forscher eine Reduktion von 3% des chemischen Glutathions im vorderen cingulären Kortex des Gehirns und von 8% im Thalamus. Glutathion besteht aus drei kleineren Molekülen, von denen eines Glutamat ist.

Als nächstes untersuchten die Forscher, wie Glutamat im Gehirn gehandhabt wird und ob dieses Management bei Krankheiten fehlerhaft ist. Sie haben sich zuerst angesehen, wie es gespeichert ist. Da Glutamat ein Baustein von Glutathion ist, wollten die Forscher wissen, ob das Gehirn Glutathion als Mittel zur Speicherung von zusätzlichem Glutamat verwenden könnte. Und wenn ja, fragten sich die Forscher, ob sie bekannte Medikamente verwenden könnten, um dieses Gleichgewicht zu verschieben, um entweder Glutamat aus der Lagerung freizusetzen, wenn es nicht ausreicht, oder es in die Lagerung zu schicken, wenn es zu viel gibt.

In einer anderen Studie erscheint in der Zeitschrift PNASDas Team verwendete das Medikament L-Buthioninsulfoximin in Rattenhirnzellen, um ein Enzym zu blockieren, das Glutamat in Glutathion umwandelt und dessen Verwendung ermöglicht.

Das Team stellte fest, dass diese Nerven aufgeregter waren und schneller feuerten, was bedeutete, dass sie mehr Nachrichten an andere Gehirnzellen sendeten. Die Forscher sagen, dass eine Verschiebung des Gleichgewichts auf diese Weise dem Muster im Gehirn von Menschen mit Schizophrenie ähnelt.

Als nächstes wollten die Forscher sehen, ob sie das Gegenteil tun und das Gleichgewicht verschieben können, um mehr Glutamat in Form von Glutathion zu speichern. Sie verwendeten das in Brokkolisprossen enthaltene chemische Sulforaphan, das bekanntermaßen ein Gen aktiviert, das mehr aus dem Enzym macht, das Glutamat mit einem anderen Molekül verbindet, um Glutathion herzustellen.

Wenn sie Rattenhirnzellen mit Glutathion behandelten, verlangsamte dies die Geschwindigkeit, mit der die Nervenzellen feuerten, was bedeutete, dass sie weniger Nachrichten sendeten. Dies veranlasste die Gehirnzellen, sich weniger wie das Muster zu verhalten, das in Gehirnen mit Schizophrenie gefunden wurde.

„Wir denken an Glutathion als Glutamat, das in einem Gastank gespeichert ist“, sagt Dr. med. Thomas Sedlak, Assistenzprofessor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften. "Wenn Sie einen größeren Benzintank haben, haben Sie mehr Spielraum, wie weit Sie fahren können, aber sobald Sie das Benzin aus dem Tank nehmen, ist es schnell verbrannt. Wir können uns vorstellen, dass Menschen mit Schizophrenie einen kleineren Gastank haben. “

Als nächstes wollten die Forscher testen, ob Sulforaphan den Glutathionspiegel im Gehirn gesunder Menschen verändern kann, und herausfinden, ob dies letztendlich eine Strategie für Menschen mit psychischen Störungen sein könnte.

In diesem Experiment in der Zeitschrift veröffentlicht Molekulare NeuropsychiatrieDie Forscher rekrutierten neun gesunde Freiwillige (vier Frauen, fünf Männer), um sieben Tage lang zwei Kapseln mit 100 Mikromol Sulforaphan täglich in Form von Brokkolisprossenextrakt einzunehmen.

Einige der Teilnehmer gaben an, gasförmig zu sein, und einige hatten Magenverstimmung, wenn sie die Kapseln auf nüchternen Magen aßen, aber insgesamt wurde das Sulforaphan relativ gut vertragen.

Die Forscher fanden heraus, dass nach sieben Tagen der durchschnittliche Glutathionspiegel im Gehirn gesunder Probanden um etwa 30% anstieg. Beispielsweise stiegen im Hippocampus die Glutathionspiegel nach sieben Tagen Einnahme von Sulforaphan von 0,1 Millimolar um durchschnittlich 0,27 Millimolar an.

Die Wissenschaftler sagen, dass weitere Forschung erforderlich ist, um festzustellen, ob Sulforaphan die Symptome von Psychosen oder Halluzinationen bei Menschen mit Schizophrenie sicher reduzieren kann. Sie müssten auch eine optimale Dosis bestimmen und sehen, wie lange Menschen brauchen, um einen Effekt zu beobachten.

Die Forscher warnen davor, dass die Ergebnisse den Wert der Verwendung von handelsüblichen Sulforaphanpräparaten zur Behandlung oder Vorbeugung von Schizophrenie nicht rechtfertigen oder belegen. Patienten sollten ihren Arzt konsultieren, bevor sie rezeptfreie Präparate probieren. Versionen von Sulforaphanpräparaten werden in Reformhäusern und an Vitaminschaltern verkauft und sind nicht von der US-amerikanischen Food and Drug Administration reguliert.

"Für Menschen, die für Herzkrankheiten prädisponiert sind, wissen wir, dass Änderungen in Ernährung und Bewegung helfen können, die Krankheit abzuwehren, aber für schwere psychische Störungen gibt es noch nichts Vergleichbares", sagt Sedlak. "Wir hoffen, dass wir eines Tages eine psychische Erkrankung bis zu einem gewissen Grad vermeidbar machen können."

Quelle: Johns Hopkins Medicine