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Neue Erkenntnisse über Zuckerstoffwechsel im Gehirn

Neue Erkenntnisse über Zuckerstoffwechsel im Gehirn

Forscher identifizieren Schalter für Zuckertransport ins Gehirn


Das menschliche Gehirn ist bei der Versorgung mit Zucker nicht rein passiv. Dahinter steckt auch ein aktiver Prozess. Das haben Forscher vom Helmholtz Zentrum München laut einem Artikel in "Cell" herausgefunden.

Konkret wurde gezeigt, dass der Zuckertransport ins Gehirn durch Stützzellen reguliert wird. Zudem stellte sich heraus dass diese Zellen auf Hormone wie Insulin oder Leptin reagieren. Das hielt man bisher nur bei Nervenzellen für möglich.

Das Hirn ist das Organ mit dem höchsten Zuckerverbrauch im Körper und kontrolliert unser Hungergefühl. "Wir vermuteten deswegen, dass es bei so einem wichtigen Vorgang, wie der Versorgung des Gehirns mit ausreichend Zucker, nicht um einen zufälligen Prozess handeln konnte", erklärt Erstautorin Cristina García Cáceres die Ausgangsannahme. "Lange Zeit ließen wir uns davon in die Irre führen, dass Nervenzellen diesen Prozess offensichtlich nicht kontrollieren. Dann hatten wir die Idee, dass Astrozyten, die man bisher als weniger wichtige Stützzellen missverstanden hatte, vielleicht etwas mit Zuckertransport ins Gehirn zu tun haben könnten."

Die Wissenschaftler untersuchten deshalb zunächst die Aktivität von Insulinrezeptoren auf der Oberfläche der Astrozyten. Dabei stellten sie fest, dass beispielsweise Mäuse, denen dieser Rezeptor auf bestimmten Astrozyten fehlte, eine deutlich geringere Aktivität in Nervenzellen (Proopiomelanocortin-Neuronen) aufwiesen, die die Nahrungsaufnahme zügeln. Gleichzeitig hatten solche Mäuse Schwierigkeiten, ihren Stoffwechsel anzupassen, wenn sich die Zuckerzufuhr änderte. Mit bildgebenden Methoden konnte gezeigt werden, dass Hormone wie Insulin und Leptin an Stützzellen wirken, um die Aufnahme von Zucker ins Gehirn zu regulieren. Ohne Insulinrezeptoren wiesen die Astrozyten vor allem im Bereich der Appetitzentralen im Hypothalamus entsprechend schlechtere Transportraten von Glukose ins Gehirn auf.

"Die Ergebnisse zeigen erstmals, dass essentielle Stoffwechsel- und Verhaltensprozesse nicht nur über Nervenbahnen reguliert werden, sondern dass auch andere Zelltypen wie Astrozyten, hier eine entscheidende Rolle spielen", so Studienleiter Matthias Tschöp. "Das stellt einen Paradigmenwechsel dar und könnte ein Grund dafür sein, dass sich die Entwicklung neuer Medikamente für Diabetes und Adipositas bisher so schwierig gestaltete."

Quelle: Cell (abstract)/APA

Bildquelle: APA/AFP/JONATHAN NACKSTRAND

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