Im Rahmen einer weltweiten Forschungsarbeit haben Wissenschaftler einen Zusammenhang zwischen Stoffwechselproblemen im Gehirn und einer Reihe neurologischer, psychiatrischer und neurodegenerativer Erkrankungen entdeckt, von Autismus bis hin zur Alzheimer-Krankheit und mehr.
Trotz der Vielfalt ihrer Symptome gehen diese Erkrankungen – ebenso wie Depressionen, Epilepsie, Schizophrenie, geistige Behinderung und bipolare Störung – alle mit einem gewissen Grad an kognitiven Beeinträchtigungen und Störungen einher. Oft beteiligt Genetische oder metabolische Merkmale, die auf eine gemeinsame biologische Basis hinweisen.
Eine umfangreiche Zusammenarbeit des International Consortium for the Brain pH Project, an der 131 Wissenschaftler aus 105 Labors in sieben Ländern beteiligt waren, hat Veränderungen im Gehirn-pH-Wert und im Laktatspiegel bei Tieren als Schlüsselmarker für dieses Stoffwechselungleichgewicht identifiziert.
„Wir zuvor gezeigt Solche Veränderungen werden häufig in fünf Mausmodellen für Schizophrenie, bipolare Störung und Autismus beobachtet. Schreibt in ihrem veröffentlichten Artikel.
„Allerdings gibt es immer noch nur begrenzte Forschungsergebnisse zu diesem Phänomen in Tiermodellen, sodass seine Allgemeingültigkeit bei anderen Tiermodellen von Krankheiten ungewiss ist.“
Ihre Erkenntnisse könnten zu neuen Möglichkeiten zur Diagnose und Behandlung dieser komplexen Erkrankungen führen, von denen ein großer Teil der Weltbevölkerung betroffen ist.
„Diese Forschung könnte als Ausgangspunkt für die Identifizierung gemeinsamer therapeutischer Ziele bei verschiedenen neuropsychiatrischen Erkrankungen dienen.“ sagen Molekular- und Zellphysiologe Masayuki Matsushita von der Ryūkyū-Universität in Japan.
Laktatveränderungen können Die Wirkung der Informationsübertragung in Neuronen Durch Störung des funktionellen Gleichgewichts zwischen erregenden und hemmenden Gehirnnetzwerken. Ein Anstieg des Laktatspiegels im Gehirn kann zu einem niedrigen pH-Wert führen, der… Die Beweise deuten darauf hin Es ist ein weiteres gemeinsames Merkmal der meisten hier untersuchten Erkrankungen.
Durch die Untersuchung ganzer Gehirnproben mehrerer Tiermodelle, darunter Mäuse, Ratten und Küken, von denen einige genetisch verändert wurden, um verschiedene neuropsychiatrische und neurodegenerative Erkrankungen nachzuahmen, stellte das Team konsistente Verschiebungen des pH-Werts und der Laktatwerte im Gehirn fest.
„Dies ist die erste und größte systematische Studie zur Bewertung des pH-Werts und der Laktatwerte des Gehirns in einer Reihe von Tiermodellen für neuropsychiatrische Störungen und Neurodegeneration.“ sagen Erstautor Hideo Hagihara, Medizinwissenschaftler an der Fujita Health University in Japan.
Bemerkenswert ist, dass etwa 30 Prozent … 2.294 Die untersuchten Tiere zeigten in 109 verschiedenen Modellen signifikante Veränderungen des pH-Werts und des Laktatspiegels. Das bedeutet, dass diese Störungen bei vielen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen häufig vorkommen.
Tiermodelle für Depressionen, die durch Stress, Diabetes oder Kolitis ausgelöst wurden – die allesamt zu einem höheren Depressionsrisiko führen – zeigten ein konsistentes Muster aus verringertem pH-Wert im Gehirn und erhöhten Laktatwerten.
Dies deutet darauf hin, dass verschiedene genetische oder umweltbedingte Faktoren, die diese Unterschiede auslösen können, wie z. B. Entzündungen, den Gehirnstoffwechsel beeinflussen und zur Entwicklung neuropsychiatrischer Erkrankungen beitragen können.
In Autismusmodellen wurden unterschiedliche Reaktionen beobachtet, wobei einige einen erhöhten pH-Wert und einen verringerten Laktatspiegel zeigten, während andere das gegenteilige Muster zeigten. Dies deutet darauf hin, dass es möglicherweise unterschiedliche Teilmengen gibt Stoffwechselungleichgewichte bei Personen mit Autismus-Spektrum-Störungen.
In Verhaltenstests beobachtete das Team einen starken Zusammenhang zwischen hohen Laktatwerten und schlechter Arbeitsgedächtnisleistung, was ihrer Meinung nach zeigt, dass Stoffwechselstörungen die kognitiven Fähigkeiten bei verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Störungen direkt beeinträchtigen können.
Mitochondriale Dysfunktion ist Es ist mit vielen neuropsychiatrischen Erkrankungen verbunden Arbeitsgedächtnisdefizite sind oft ein häufiges Symptom. Mitochondriale Dysfunktion in Neuronen Kann dazu führen, dass weniger Laktat aufgenommen wird Um Energie zu produzieren, da deren Akkumulation zu einer Beeinträchtigung der Lern- und Gedächtnisfunktionen führen kann.
Aber Laktatproduktion ist vorhanden Notwendig für die Gedächtnisbildung Außerdem können niedrige Werte auch zu Funktionsstörungen führen.
Insgesamt sagen die Autoren, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass sich der pH-Wert und die Laktatwerte im Gehirn ändern, auch wenn die Veränderungen zu einem Nutzen beitragen. Sie können als Biomarker für neuropsychiatrische Störungen dienen, die mit kognitiven Beeinträchtigungen einhergehen.
„Zukünftige Studien werden sich darauf konzentrieren, Behandlungsstrategien aufzudecken, die in verschiedenen Tiermodellen mit Veränderungen des pH-Werts des Gehirns wirksam sind“, sagte Miyakawa. sagen.
„Dies könnte erheblich zur Entwicklung maßgeschneiderter Behandlungen für Untergruppen von Patienten beitragen, die durch spezifische Veränderungen im Energiestoffwechsel des Gehirns gekennzeichnet sind.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in eLife.
