Höhere Glukosespiegel im Gehirn im Zusammenhang mit schwererer Alzheimer-Krankheit

Eine neue Studie hat einen Zusammenhang zwischen Anomalien beim Abbau von Glukose durch das Gehirn und der Schwere der charakteristischen Amyloid-Plaques und -Verwicklungen im Gehirn sowie dem Auftreten eventueller äußerer Symptome der Alzheimer-Krankheit festgestellt.

Unter der Leitung von Dr. Madhav Thambisetty vom Nationalen Institut für Alternslabor für Verhaltensneurowissenschaften untersuchten die Forscher bei der Autopsie Hirngewebeproben von Teilnehmern der Baltimore Longitudinal Study of Aging (BLSA), einer der längsten der Welt. Durchführung wissenschaftlicher Studien zum Altern des Menschen. Die BLSA verfolgt über mehrere Jahrzehnte neurologische, physische und psychologische Daten von Teilnehmern.

Die Wissenschaftler analysierten drei Gruppen von BLSA-Teilnehmern: Personen mit Alzheimer-Symptomen während des Lebens und mit bestätigter Alzheimer-Krankheit (Beta-Amyloid-Protein-Plaques und neurofibrilläre Verwicklungen) im Gehirn beim Tod; gesunde Kontrollen; und Personen ohne Symptome während des Lebens, aber mit einem signifikanten Grad an Alzheimer-Pathologie im Gehirn post mortem.

Die Forscher haben den Glukosespiegel in verschiedenen Hirnregionen gemessen. Einige sind anfällig für Alzheimer, wie die frontale und temporale Kortikalis, während andere resistent sind, wie das Kleinhirn.

Sie entdeckten deutliche Anomalien bei der Glykolyse, dem Hauptprozess, durch den das Gehirn Glukose abbaut, mit Hinweisen, die die Schwere der Anomalien mit der Schwere der Alzheimer-Krankheit in Verbindung bringen.

Niedrigere Glykolyse-Raten und höhere Glukosespiegel im Gehirn korrelierten mit schwereren Plaques und Verwicklungen. Eine stärkere Verringerung der Hirnglykolyse hing auch mit der Ausprägung von Alzheimer-Symptomen während des Lebens zusammen, wie z. B. Gedächtnisproblemen.

"Seit einiger Zeit haben Forscher über die möglichen Zusammenhänge zwischen der Verarbeitung von Glukose und Alzheimer durch das Gehirn nachgedacht", sagte NIA-Direktor Richard J. Hodes, MD. "Forschung wie diese beinhaltet neue Überlegungen, wie diese Zusammenhänge bei der intensiven Suche nach untersucht werden können bessere und effektivere Möglichkeiten zur Behandlung oder Vorbeugung der Alzheimer-Krankheit. “

Obwohl seit langem Ähnlichkeiten zwischen Diabetes und Alzheimer vermutet werden, waren sie schwer zu bewerten, da Insulin nicht benötigt wird, damit Glukose in das Gehirn gelangt oder in Neuronen gelangt.

Das Team verfolgte die Verwendung von Glukose durch das Gehirn, indem es das Verhältnis der Aminosäuren Serin, Glycin und Alanin zu Glukose maß und so die Raten der Schlüsselschritte der Glykolyse beurteilte.

Sie fanden heraus, dass die Aktivitäten von Enzymen, die diese wichtigen Glykolyse-Schritte steuern, in Alzheimer-Fällen im Vergleich zu normalem Gehirngewebe geringer waren. Darüber hinaus war eine geringere Enzymaktivität mit einer schwereren Alzheimer-Pathologie im Gehirn und der Entwicklung von Symptomen verbunden.

Als nächstes verwendeten sie Proteomics - die groß angelegte Messung von zellulären Proteinen -, um die Spiegel von GLUT3, einem Glukosetransporterprotein, in Neuronen zu messen. Sie fanden heraus, dass die GLUT3-Spiegel in Gehirnen mit Alzheimer im Vergleich zu normalen Gehirnen niedriger waren und dass diese Spiegel auch mit der Schwere von Verwicklungen und Plaques zusammenhängen.

Schließlich überprüfte das Team die Blutzuckerspiegel der Studienteilnehmer Jahre vor ihrem Tod und stellte fest, dass ein größerer Anstieg des Blutzuckerspiegels mit einem höheren Hirnglukosespiegel beim Tod korrelierte.

"Diese Ergebnisse deuten auf einen neuartigen Mechanismus hin, der bei der Entwicklung neuer Therapien zur Überwindung von Glykolyse-Defekten bei Alzheimer hilfreich sein könnte", sagte Thambisetty.

Die Forscher warnten, dass es noch nicht vollständig klar ist, ob Anomalien im Glukosestoffwechsel des Gehirns definitiv mit der Schwere der Symptome der Alzheimer-Krankheit oder der Geschwindigkeit des Fortschreitens der Krankheit zusammenhängen.

Die nächsten Schritte für den Forscher umfassen die Untersuchung von Anomalien in anderen Stoffwechselwegen, die mit der Glykolyse verbunden sind, um festzustellen, wie sie mit der Alzheimer-Pathologie im Gehirn zusammenhängen können.

Die Studie wurde vom National Institute on Aging, einem Teil der National Institutes of Health, unterstützt und in veröffentlicht Alzheimer & Demenz: Das Journal der Alzheimer-Vereinigung.

Quelle: Nationale Gesundheitsinstitute / Nationales Institut für Altern