Neue Hinweise auf kognitive Abnahme

Neue Forschung schlägt vor , dass bestimmte Arten von Gehirnzellen kann " wählerisch ", schien eine bestimmte Energiequelle gegenüber anderen bevorzugen . Die Feststellung hat Implikationen für das Verständnis der kognitiven Verfalls bei der Alterung und degenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und gesehen multiple Sklerose .

Studieren Mäusen , Ermittler aus Washington University School of Medicine in St. Louis hat gezeigt, dass eine bestimmte Energiequelle namens NAD ist in Zellen, die für die Aufrechterhaltung der Gesamtstruktur des Gehirns und zur Durchführung von komplexen kognitiven Funktionen verantwortlich wichtig. NAD ( Nicotinamidadenindinucleotid ) ist ein Molekül , das Energie -Ernten aus Nährstoffe in Lebensmitteln und wandelt es in eine Form -Zellen verwendet werden können.

Die Arbeit erscheint in zwei Zeitschriftenartikel - In der EMBO Journal , einer Publikation der European Molecular Biology Organization , und in der jüngsten Ausgabe des Journal of Neuroscience.

" Wir interessieren uns für das Verständnis, wie Zellen machen NAD und welche Implikationen, die für die Zellfunktion hat , vor allem im Zusammenhang mit der Alterung und Langlebigkeit ", sagte Shin- Ichiro Imai , MD, PhD , Professor für Entwicklungsbiologie und der Medizin und der leitende Autor beide Papiere . "Wir wissen zum Beispiel NAD -Spiegel sinkt mit dem Alter in Geweben wie Muskeln und Fett . Wir wollten herausfinden, ob das gleiche gilt im Gehirn. "

Die Ermittler sah zwei Arten von Gehirnzellen : adulte neurale Stammzellen , für die Aufrechterhaltung der Versorgung der Nervenzellen und ihre unterstützenden Zellen und Vorderhirnneuronen, von entscheidender Bedeutung für die Durchführung komplexen kognitiven Aufgaben zuständig .


Neue Forschung schlägt vor , dass bestimmte Arten von Gehirnzellen kann " wählerisch ", schien eine bestimmte Energiequelle gegenüber anderen bevorzugen . Die Feststellung hat Implikationen für das Verständnis der kognitiven Verfalls bei der Alterung und degenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und multipler Sklerose gesehen .
Studieren Mäusen , Ermittler aus Washington University School of Medicine in St. Louis hat gezeigt, dass eine bestimmte Energiequelle namens NAD ist in Zellen, die für die Aufrechterhaltung der Gesamtstruktur des Gehirns und zur Durchführung von komplexen kognitiven Funktionen verantwortlich wichtig. NAD ( Nicotinamidadenindinucleotid ) ist ein Molekül , das Energie -Ernten aus Nährstoffe in Lebensmitteln und wandelt es in eine Form -Zellen verwendet werden können.
Neurale Stammzellen differenzieren sich in drei unterschiedliche Zelltypen : Neuronen (lila) , Oligodendrozyten (rot) , die Axon Isolierung zu produzieren , und Astrozyten (grün) , die auch Neuronen unterstützt . Zellkerne sind blau dargestellt .
Credit: Liana Roberts Stein , Ph.D.

In The EMBO Journal, berichteten sie, dass NAD Ebenen nahm mit dem Alter in den Hippocampus der Maus , eine zentrale Region des Gehirns für Kognition. Die Forscher dann verwendet genetische Techniken , um herauszufinden, was passieren würde , wenn NAD Fertigung wird in der adulten neuralen Stammzellen der Maus Gehirn eingeschaltet .

" Neurale Stammzellen sind sehr metabolisch teuer, so dass Sie vielleicht erwarten, dass sie besonders anfällig für Verlust von einer Energiequelle zu sein", sagte erster Autor Liana Roberts Stein , PhD, Postdoc-Forscher in Imai Labor . " Es gibt noch andere Energiequellen für die Gehirnzellen , wie Glucose, aber niemand bei denen NAD aus in diesen Zellen kommt ausgesehen hatte . "

Nach Angaben der Forscher , gibt es vier Wege der NAD -Synthese, und die Wissenschaftler konzentrierten sich auf nur eine. Sie wollten herausfinden, ob dieser besonderen Weg zu finden - ein langjähriger Schwerpunkt Imai Labor - ist wichtig für diese Zellen oder wenn die anderen Strecken kompensieren konnte .

Der Weg beginnt mit der B Vitamin Nicotinamid . Zellen nehmen Nahrungs Nicotinamid und , mit einem Helfer- Protein namens Nampt , produzieren ein Molekül namens NMN , die dann weiter auf NAD machen verarbeitet. Wenn Stein beseitigt Nampt von neuralen Stammzellen , dauerte mehrere bedeutende Veränderungen statt.

Ebenen der NAD fallen gelassen , und die neuralen Stammzellen gestoppt Aufteilung ; sie hielt sich selbst zu erneuern ; und sie hielt in der Lage, wichtige Zellen, die Axone , die "Drähte" , die elektrische Signale im Gehirn führen zu isolieren erstellen. Mit weniger Isolierung, diese Signale zu verlangsamen , die Gehirnfunktion beeinträchtigen.

Imai und Stein wies darauf hin, mögliche therapeutische Implikationen dieser Ergebnisse , insbesondere im Lichte dessen, was zu kognitiven Verfall in Altern und bestimmte Krankheiten bekannt.

"Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass mit dem Alter gibt es eigentlich keine große Verringerung der Gesamtneuronenpopulation«, sagte Stein . "Aber es ist eine ganz wesentliche Abnahme der weißen Substanz , die in erster Linie von Zellen, die in Axon Isolierung funktionieren zusammengesetzt ist. Dieser Weg könnte auch in den Bedingungen , die den Verlust von Zellen, die diese Isolierung, wie Multiple Sklerose machen relevant sein."

Imai und Stein auch fanden sie den Verlust der neuralen Stammzellen fehlen Nampt indem die Mäuse NMN , das nächste Molekül in der Kette von Ereignissen, die zu NAD verhindern könnten .

"Wir haben die Mäuse in ihrem Trinkwasser für 12 Monate NMN «, sagte Stein . " Und bei der höheren Dosis , sahen wir eine Rettung der neuronalen Stammzellpools in alten Mäusen . "

Imai nannte dies die Suche nach spannend, weil es die Möglichkeit einer künftigen NMN Ergänzung unterstützt .

" Wir denken, dass NMN könnte einen ähnlichen Effekt in Menschen zu vermitteln ", sagte Imai . " Eine zukünftige klinische Studie für NMN wird uns sagen, ob es einen Wirksamkeit beim Menschen hat . "

Neben der Pflege der Stammzellpopulationenund halten das mit all seinen Zelltypen geliefert Gehirn, die Forscher gezeigt, dass NAD ist auch von entscheidender Bedeutung für den Prozess der Erkenntnis selber.

Berichterstattung im Journal of Neuroscience , zeigten sie, dass Nervenzellen des Vorderhirns Maus hängen stark von NAD in normalen kognitiven Funktion. Anstatt sie zu löschen Nampt in Stammzellen , diesmal Stein gelöscht es nur in Neuronen des Vorderhirns . Alle anderen Zellen waren normal, einschließlich derer, die Axon Isolierung vorzunehmen.

Ohne Nampt und seine eventuelle Artikel , NAD , in Vorderhirnneuronen, das Verhalten der Mäuse dramatisch verändert , so die Forscher .

" Die Mäuse waren wirklich hyperaktiv, mit einem zweifachen Anstieg der Aktivitätsstufen «, sagte Stein . " Sie zeigten auch einen Verlust der Angst -ähnliche Verhaltensweisen. Diese Mäuse schienen zu spüren, oder Angst vor potenziell bedrohliche Situationen und zeigte ziemlich drastische Speicherfehler . "

Stein darauf hingewiesen, dass diese Neuronen sind in einem Bereich des Gehirns als besonders anfällig für neurodegenerative Erkrankungen aus zu sein Alzheimer-Krankheit bis Schlaganfall .

"Es ist möglich, dass diese Neuronen " Abhängigkeit von Nampt ist für ihre extreme Empfindlichkeit gegenüber diesen Bedingungen verantwortlich , "sagte sie. "Es wäre interessant, einige dieser Krankheiten in Mäusen zu modellieren und zu sehen, ob die Ergänzung NMN bietet keinen Nutzen , ihr Verhalten oder Speicher. "

"Wir haben nicht diese Studie durchgeführt noch " Imai aufgenommen. "Aber das ist die Richtung, das gesamte Feld geht. "