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Gliazellen regulieren aktiven Zuckertransport ins Gehirn

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Das Gehirn holt sich Zucker durch einen aktiven Prozess aus dem Blut. Dieser wird von Astrozyten kontrolliert, wie Diabetesforscher am Helmholtz-Zentrum München jetzt entdeckt haben. Bisher ging man davon aus, dass es sich um einen passiven Vorgang handelt.

 

Ein Wissenschaftlerteam um Professor Dr. Matthias Tschöp, Direktor des Helmholtz Diabetes Zentrums (HDC), erforscht, wie das Gehirn, das Organ mit dem höchsten Zuckerverbrauch im Körper, die Aufnahme von Energieträgern kontrolliert. «Wir vermuteten, dass es bei so einem wichtigen Vorgang, wie der Versorgung des Gehirns mit ausreichend Zucker, nicht um einen zufälligen Prozess handeln konnte», sagt Dr. Cristina García Cáceres, Neurobiologin am HDC und Erstautorin der Studie. «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 die Aktivität von Insulinrezeptoren auf Astrozyten. Dabei stellten sie fest, dass Mäuse, denen dieser Rezeptor auf bestimmten Astrozyten fehlte, eine deutlich geringere Aktivität in Proopiomelanocortin Neuronen aufwiesen, die die Nahrungsaufnahme zügeln. Gleichzeitig hatten solche Mäuse Schwierigkeiten, ihren Stoffwechsel anzupassen, wenn sich die Zuckerzufuhr änderte, schreiben die Forscher im Fachjournal «Cell». Mithilfe bildgebender Verfahren konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Hormone Insulin und Leptin an Gliazellen wirken, um die Aufnahme von Zucker ins Gehirn zu regulieren. Ohne Insulinrezeptoren zeigten die Astrozyten vor allem im Bereich der Appetitzentralen im Hypothalamus entsprechend schlechtere Transportraten von Glucose ins Gehirn.

 

«Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass essenzielle Stoffwechsel- und Verhaltensprozesse nicht nur über Nervenbahnen reguliert werden, sondern dass auch andere Zelltypen wie Astrozyten, hier eine entscheidende Rolle spielen», so 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.» (ch)

 

DOI: 10.1016/j.cell.2016.07.028

 

12.08.2016 l PZ

Foto: Fotolia/vege