In einer Studie in JCI Insight beschreiben Forschende der Yale School of Medicine einen möglichen Schutzmechanismus gegen neuronale Schäden durch erhöhte zelluläre Calciumwerte. Im Zentrum steht Glyoxalase 1 (GLO1), ein Protein, das toxische Abbauprodukte aus Zellen entfernt. In Tiermodellen mit überschüssigem Calcium wurden höhere GLO1-Spiegel und gesteigerte GLO1-Aktivität beobachtet. Dieser Anstieg erscheint als kompensatorische Reaktion, die das Gehirn vor den schädlichen Folgen einer Calciumfehlregulation schützt, doch die Aktivität nimmt mit dem Alter ab und macht das Gehirn weniger widerstandsfähig gegen Degeneration.
Die Arbeit stammt aus Laboren unter Leitung von Amy Arnsten und Lauren Hachmann Sansing. Arnstens Labor fokussiert auf den ryanodine receptor 2 (RyR2), einen Kanal, der Calcium aus dem glatten endoplasmatischen Retikulum freisetzt. Elizabeth Woo, Erstautorin, sagte: "Dieser Kanal ist wie ein Wasserhahn, den man auf- und zudrehen kann." Wenn RyR2 altersbedingt verändert ist, kann er offenbleiben und ein kontinuierliches Calciumleck verursachen; frühere Forschung verknüpft solche Veränderungen mit Alzheimer und Long COVID.
Die Forschenden nutzten ein Modell mit genetisch veränderter, dauerhaft aktiver RyR2 und maßen GLO1-Expression und -Aktivität in zwei für die Kognition wichtigen Hirnregionen:
- präfrontaler Cortex
- Hippocampus
Die GLO1-Expression stieg zunächst und erreichte bei Mäusen mit 12 Monaten einen Höhepunkt, fiel in älteren Tieren aber wieder ab. Ältere Tiere mit verändertem RyR2, die keine dauerhaft erhöhten GLO1-Werte mehr aufrechterhielten, zeigten schlechtere Leistungen im T-förmigen Labyrinth. Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass ein besseres Verständnis dieses Mechanismus die Entwicklung gezielter therapeutischer Ansätze erlauben könnte. Die Arbeit wurde vom National Institutes of Health und der Yale University gefördert; der Inhalt liegt in der Verantwortung der Autoren.
Schwierige Wörter
- glyoxalase 1 — Enzym, das schädliche Moleküle in Zellen abbautGLO1
- Abbauprodukte — Stoff, der bei Zerfall oder Stoffwechsel entsteht
- Calciumfehlregulation — Ungleichgewicht bei Calcium im Körper oder Zellen
- kompensatorische — so, dass etwas zur Korrektur ausgeglichen wird
- endoplasmatischen Retikulum — Zellstruktur, die Proteine und Calcium speichert
- widerstandsfähig — fähig, Belastung oder Krankheit zu widerstehen
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Diskussionsfragen
- Welche Folgen könnte ein Rückgang der GLO1-Aktivität im Alter für das tägliche Leben älterer Menschen haben? Nennen Sie Beispiele.
- Welche Vorteile und welche Risiken sehen Sie bei der Entwicklung von Therapien, die den beschriebenen Mechanismus beeinflussen?
- Welche zusätzlichen Informationen würden helfen zu klären, ob Veränderungen am RyR2-Kanal Krankheiten wie Alzheimer verursachen oder nur mit ihnen zusammenhängen?
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