Forscher von Northwestern Western haben einen Mechanismus entdeckt, der ihrer Meinung nach zur altersbedingten Ansammlung von Eisen im Gehirn beiträgt, von dem Wissenschaftler glauben, dass er für den kognitiven Rückgang verantwortlich ist. Die Studie stützt die Hypothese, dass die Senkung des Eisenspiegels im Gehirn neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer bekämpfen kann.
Abnormale Ansammlung von Eisen im Gehirn wurde kürzlich als mögliche Ursache für altersbedingten kognitiven Rückgang angesehen. Mehrere Studien der letzten Jahre haben einen Zusammenhang zwischen erhöhten Eisenspiegeln in der Großhirnrinde und der Alzheimer-Krankheit gefunden.
Es wurde festgestellt, dass die Ansammlung von Eisen im Gehirn oxidative Schäden verursachen und den Zelltod beschleunigen kann. Das Altern wurde auch mit erhöhten Eisenspiegeln in verschiedenen Geweben und Organen in Verbindung gebracht, aber es ist nicht klar, welcher Mechanismus diese altersbedingte Beeinträchtigung des Eisenstoffwechsels verursachen kann.
Die neue Arbeit von Wissenschaftlern ist eine gründliche Untersuchung darüber, wie sich Eisen mit zunehmendem Alter im Körper ansammelt und wo es im Körper überwiegend konzentriert ist. Die Forscher untersuchten Mäuse unterschiedlichen Alters und stellten erstmals fest, dass das Gehirn offenbar das einzige Organ ist, in dem die Eisenkonzentration mit der Zeit zunimmt.
Durch die Untersuchung der Großhirnrinde, einem Bereich des Gehirns, von dem bekannt ist, dass er mit altersbedingtem kognitivem Rückgang in Verbindung gebracht wird, fanden die Forscher heraus, dass ältere Mäuse höhere Spiegel eines als Hepcidin bekannten Hormons aufwiesen.
Eine der Hauptfunktionen dieses Peptidhormons, das hauptsächlich von Leberzellen ausgeschieden wird, ist die Unterstützung bei der Regulierung des systemischen Eisenstoffwechsels.
Es wurde festgestellt, dass Hepcidin, wenn es von Gehirnzellen produziert wird, die Aktivität eines Proteins namens Ferroportin hemmt, das hilft, Nervenzellen von Eisen zu befreien.
Somit führt eine Erhöhung der Hepcidin-Produktion zu einer Abnahme der Ferroportin-Aktivität, was zu einer Erhöhung des Eisenspiegels in Schlüsselregionen des Gehirns führt, die mit der Wahrnehmung verbunden sind.
„Dann untersuchten wir, ob die Erhöhung des Eisengehalts in der Großhirnrinde älterer Mäuse mit erhöhtem oxidativem Stress einherging“, sagen die Wissenschaftler.
„Aconitase ist ein Fe/S-haltiges Protein, das sehr empfindlich auf oxidativen Stress reagiert. Unsere Ergebnisse zeigten eine Abnahme sowohl der zytosolischen als auch der mitochondrialen Aconitase-Aktivität in der Großhirnrinde von gealterten Mäusen, was mit der Vorstellung übereinstimmt, dass oxidativer Stress im gealterten Gehirn zunimmt."
Eisen ist sicherlich ein essentielles Molekül für gesunde Zellfunktionen.
Einige Wissenschaftler haben einen Zusammenhang zwischen hohen Eisenspiegeln und früher Sterblichkeit vermutet. Dies führte zu Untersuchungen darüber, ob die Behandlung mit Medikamenten, die Eisenchelatoren genannt werden, den normalen Eisenstoffwechsel bei Menschen mit hohem Eisenspiegel wiederherstellen könnte.
Eisenchelatoren sind im Allgemeinen nicht in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, aber es ist bekannt, dass Eisenchelatoren allein effektiv in das Gehirn gelangen und den Eisenspiegel im Gehirn beeinflussen. Ob dieses Medikament das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit verlangsamen kann, wird bereits in klinischen Studien getestet.
„Nicht alle Chelatoren durchbrechen die Barriere, aber einer tut es“, sagte der leitende Autor Hossein Ardekhali. "Die Erforschung dieser möglichen Therapie ist unser nächster Schritt."
Die neue Studie ist im Fachjournal eLife erschienen.
2022-02-04 18:25:51
Autor: Vitalii Babkin