Glutamat: Essentielle Nahrung für das Gehirn | 2020

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Anonim

Im Gegensatz zu anderen Organen kann das Gehirn seine Energie nicht aus Lipiden beziehen, einer im Körper weit verbreiteten Energiequelle. Die Blut-Hirn-Schranke, die es vor den im Blut zirkulierenden Krankheitserregern und Toxinen schützt, begrenzt tatsächlich die Passage dieser Lipide. Während die meisten Organe des menschlichen Körpers in der Lage sind, Glukose zu speichern, indem sie ihre Masse erhöhen, kann das Gehirn, Gefangener der Schädelknochen, nicht mit diesen Volumenschwankungen rechnen. Da es seine Nahrung nicht lagern kann, ist es auf Zucker angewiesen, den der Rest des Körpers in Echtzeit liefert. Diese Energieverteilung wird von der Leber gesteuert.

Pierre Maechler, Professor an der Medizinischen Fakultät der UNIGE, und sein Team beschlossen daher, zu überprüfen, ob Glutamat tatsächlich eine Energiequelle für das Gehirn ist. Dazu analysierten die Forscher die Rolle des Glutamatdehydrogenase-Enzyms im Gehirn. In mutierter Form ist dieses Enzym, das vom Glud1-Gen kodiert wird, für ein angeborenes Hyperinsulinismus-Syndrom verantwortlich, eine schwere Krankheit, die gleichzeitig die endokrine Bauchspeicheldrüse, die Leber und das Gehirn betrifft. Menschen, die von diesem Syndrom betroffen sind, leiden an einer geistigen Behinderung und haben ein hohes Epilepsierisiko. "Wir haben das Glud1-Gen im Gehirn von Mäusen unterdrückt. In Abwesenheit von Glutamatdehydrogenase stellten wir fest, dass das Gehirn Glutamat nicht mehr in Energie umwandeln konnte, obwohl die Aminosäure im Gehirn vorhanden war", erklärt Melis Karaca , Erstautor dieser Studie.

Priorität für das Gehirn

Ohne die Energie, die von zerebralem Glutamat geliefert wird, sendet das Gehirn Signale an die Leber, um auf Kosten des übrigen Körpers einen Ausgleichsanteil an Glukose anzufordern. Aus diesem Grund wiesen die transgenen Mäuse auch ein Wachstumsdefizit und eine Muskelatrophie auf. "Dies zeigt deutlich, wie das Gehirn just-in-time arbeitet und dass jeder Prozentsatz der Energieressourcen für das reibungslose Funktionieren unerlässlich ist", betont Professor Pierre Maechler. "Wenn ein Teil dieser Energie verschwindet, dient das Gehirn zuerst sich selbst und der Rest des Körpers leidet. Die Leber muss dann mehr Glukose produzieren, indem sie auf Muskelprotein zurückgreift, was zu einem Verlust an Muskelmasse führt. Wissen, dass das Gehirn Glutamat als Wirkstoff verwendet." Die Energieressource ermöglicht es uns, über andere Wege nachzudenken, um einen möglichen Mangel zu überwinden. "

Wissenschaftler vermuten auch eine Korrelation zwischen dem Glud1-Gen und einigen neurologischen Entwicklungsstörungen, insbesondere Epilepsie und Schizophrenie. Sie setzen ihre Forschung derzeit fort, indem sie bei Mäusen die gleiche Glud1-Mutation einführen, die bei epileptischen Patienten nachgewiesen wurde. Gleichzeitig arbeitet eine andere Gruppe mit schizophrenen Patienten daran, die Art und Weise zu bewerten, in der ihr Gehirn Glutamat verwendet.