Fitness des Gehirns: Alterungsprozesse messbar

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Fitness des Gehirns: Alterungsprozesse künftig anhand des Milchsäurespiegels messbar

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat fest gestellt, dass man den Alterungsprozess des Gehirns anhand des Milchsäurespiegels messen kann. Der Milchsäurespiegel steigt an, bevor andere Alterungssymptome auftreten und könnte so als ein IndikatorAlterns und möglicher Alterskrankheiten dienen, erklärten die Wissenschaftler im Rahmen der Veröffentlichung ihrer Forschungsergebnisse im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“.

Milchsäurespiegel als Indikator
Im Rahmen der Studie hatte das schwedisch-deutsche Forscherteam den Milchsäurespiegel im Gehirn von Mäusen beobachtet, um Rückschlüsse über das Einsetzen des Alterungsprozesses zu ziehen. Wie in dem jetzigen Artikel des „PNAS“ beschrieben haben die Wissenschaftler die Stoffwechselvorgänge im Gehirn von normalen und gentechnisch veränderten Mäusen, die zum vorzeitigen Altern neigten, untersucht. So konnten die Fachleute experimentell belegen, dass schon vor Auftreten der ersten typischen Anzeichen des Alterns, wie etwa Haarausfall, Schwerhörigkeit oder Osteoporose, die Milchsäuremenge in den Gehirnen der Mäuse erheblich anstieg. Dabei trat der Effekt zwar bei den gentechnisch veränderten Mäusen früher ein, doch auch die nicht modifizierte Tiere wiesen die gleich Steigerungen des Milchsäurespiegels auf – allerdings mit zeitlicher Verzögerung. „Es ist schon aufregend, wenn man bedenkt, dass wir nun einen Schritt dem Verstehen, was passiert, wenn das Gehirn altert, genähert haben.“ betonte Prof. Lars Olson vom Karolinska Institut in Stockholm.

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Insbesondere die Erkenntnis „wie wichtig Veränderungen im Gehirnstoffwechsel für krankheitsbezogene Prozesse und Erkrankungen sind” könnten in Zukunft das Erfassen der Fitness des Gehirns erheblich erleichtern. Denn mit der vorgestellten Methode lässt sich der Alterungsprozess des Gehirns und das entsprechende Krankheitsrisiko anhand des Milchsäurespiegels messen.

Geschädigte Mitochondrien erhöhen Milchsäurebildung
Das der Milchsäurespiegel als Anhaltspunkt für die Alterung des Gehirns dienen kann, wurde bereits in der Vergangenheit vermutet, da bei Schäden an den Mitochondrien eine Umstellung des Stoffwechselweges zur Energiegewinnung erfolgt, wodurch vermehrt Milchsäure gebildet wird. Die in nahezu allen menschlichen Zellen vorhandenen Mitochondrien fungieren als winzige „Energiekraftwerke“, indem sie der Zelle das energiereiche Molekül Adenosintriphosphat zur Verfügung stellen. Bei Funktionsstörungen der „Energiekraftwerke“ können neurogenerative Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer die Folge sein, so das Ergebnis vorangegangener Studien. Sobald die Mitochondrien nicht mehr einwandfrei funktionieren, schalteten die Hirnzellen auf einen alternativen Stoffwechselweg zur Energiegewinnung um, der eine vermehrte Milchsäureproduktion mit sich bringt, erklärten die Forscher. Mit zunehmendem Alter des Gehirns häufen sich die Beschädigungen der Mitochondrien, die Milchsäureproduktion nimmt zu und die Spuren lassen im Gehirn nachweisen, so die Ausführungen von Prof. Olson. Daher bietet der Milchsäurespiegel einen guten Anhaltspunkt für die Alterungsprozesse im Gehirn und das entsprechende Krankheitsrisiko.

Alterungsprozess erstmals eindeutig belegt
Den beschriebenen Prozess konnten die Wissenschaftler bei der genaueren Analysen des Stoffwechsels in den Mäusegehirnen jetzt erstmals eindeutig belegen. So hatten geschädigte „Zellkraftwerke“ (Mitochondrien) zur Folge, dass die Zellen einen sauerstoffunabhängigen Weg (sogenannte Glykolyse) zur Energiegewinnung nutzten. Damit einher ging ein erheblicher Anstieg der Produktion von Milchsäure, welche sich im Gehirn der Mäuse anreicherte, so die Aussage von Jaime Ross vom Karolinska-Institut und Kollegen, die unter anderem an der Universität Köln und dem dortigen Max-Planck-Institut tätig sind. Dabei bestehen Hinweise darauf, dass ein solcher Prozess nicht nur bei Mäusen, sondern auch im Gehirn alternder Menschen abläuft, so Aussage der Wissenschaftler im „PNAS“-Artikel.

Alterungsprozesse und Krankheitsrisiko leichter festzustellen
Wenn im menschlichen Gehirn tatsächlich die gleichen Prozesse ablaufen, könnte der Milchsäurespiegel künftig als Indikator für Alterungsvorgänge im Hirn und das damit einhergehende Krankheitsrisiko dienen. Da der Milchsäurespiegel schon ansteigt bevor die Alterungssymptome tatsächlich auftreten, könnte die Alterung des Gehirns künftig sehr früh diagnostizieren und gegebenenfalls mit entsprechenden Gegenmaßnahmen behandelt werden. Dabei bietet der Milchsäurespiegel auch den Vorteil, dass er im Gegensatz zu anderen Alterungskennzeichen leicht und für den Patienten schmerzlos mit Hilfe eines kernspintomographieartigen Verfahrens bestimmt werden kann. Angesichts ihrer Ergebnisse zeigte sich Prof. Olson zuversichtlich: „Wir hoffen, dass der Arzt einst einen Gehirn-Check-up durchführen und das tatsächliche Alter des Gehirns bestimmen kann.” Insbesondere bei im Alter häufiger auftretenden Erkrankungen wie den verschiedenen Demenzformen oder Parkinson ist Vorbeugung das A und O, da keine Heilungsmöglichkeiten bestehen. Hier würde ein solcher Gehirn-check-up die Betroffenen frühzeitig auf ein erhöhtes Krankheitsrisiko aufmerksam machen und ihnen mehr Spielraum bei der Vorbeugung einräumen. (fp, 03.11.2010)