Astrozyten - die Stars im alternden Gehirn
Die Auswirkungen des Alterns auf die Gehirnfunktion können ansonsten gesunde Personen beeinträchtigen. Die meiste Forschung zum alternden Gehirn hat sich bisher auf die Neuronen fokussiert, während die Bedeutung von Astrozyten, dem zahlreichsten Zelltyp im Gehirn, jedoch weitgehend ignoriert wurde. Das Wissen um die Vielzahl von Funktionen, die die Astrozyten ausführen, nimmt ständig zu, aber Einzelheiten zur Frage, wie Alterung den Energiestoffwechsel der Astrozyten beeinflussen kann, bleiben unvollständig. Das durch die EU geförderte Projekt ASTROAGE (Astrocytes in aging brain exhibit altered glutamate homeostasis: Implications for age related cognitive decline?) befasste sich mit den Folgen der Alterung auf die Astrozyten. Die Forscher verglichen die Stoffwechselaktivität in Astrozyten im Hippocampus von jungen Mäusen im Alter von 4 und 22 Monaten. Sie verwendeten 13-C beschriftete Energiesubstrate wie Glutamat, Glucose und Acetat und untersuchten damit altersbedingte Effekte auf den neuronalen und astrozytären Stoffwechsel. Dabei lag der Schwerpunkt auf Glutamat, da es in erster Linie von Astrozyten aufgenommen wird und eine wertvolle Energiequelle bei niedrigen Glukosewerten sein kann. Die Projektergebnisse zeigten, dass die Stoffwechseleigenschaften der Astrozyten älterer Mäuse auf eine effizientere Verwendung von Glutamat zur Energiegewinnung ausgerichtet sind. Glykogeneinlagerung erhöht sich auch im alten Gehirn, was ein Hinweis auf einen veränderten Glukosestoffwechsel sein kann. Außerdem werden Zwischenprodukte im Tricarbonsäure(TCA)-Zyklus, Fumarat und Citrat, ebenfalls differentiell im alternden Gehirn reguliert, was auf ein Ungleichgewicht der Reaktionen im Zyklus hinweisen könnte. Forscher untersuchten auch Veränderungen der Konzentrationen von Glutamat-Dehydrogenase (GDH), einem Enzym, das Glutamat zu alpha-Ketoglutarat, einem Zwischenprodukt im TCA-Zyklus, umwandelt. Tatsächlich zeigten die Ergebnisse, dass Teile des Hippocampus zwar eine sehr hohe GDH-Aktivität aufweisen, aber keine altersbedingten Unterschiede nachgewiesen werden konnten. Die Gesamtergebnisse weisen auf einen sehr engen Zusammenhang zwischen Glutamateintrag im TCA-Zyklus durch GDH-Aktivität und Glukosestoffwechsel hin. Da jede Störung der Homöostase der Energieproduktion zur Neurodegeneration führen kann, ist ein gründliches Verständnis des Beitrags von Astrozyten zu Hirnalterungsprozessen von entscheidender Bedeutung, um dem kognitiven Rückgang bei älteren Menschen entgegenzuwirken. ASTROAGE hat eine feste Wissensbasis für tiefer gehende besonders relevante Studien in einem alternden Europa gelegt.