Radikale scheinen gut für das Gehirn zu sein
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Reaktive Sauerstoffmoleküle, auch “freie Radikale” genannt, gelten allgemein als schädlich. Wie sich jetzt herausstellt, steuern sie jedoch zelluläre Prozesse, die für die Anpassungsfähigkeit des Gehirns wichtig sind – zumindest bei Mäusen. Forscher des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und des Zentrums für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der TU Dresden haben die Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Zellstammzelle.
Die Forscher konzentrierten sich auf den „Hippocampus“, einen Bereich des Gehirns, der als Kontrollzentrum für Lernen und Gedächtnis gilt. Auch im Erwachsenenalter entstehen im Laufe des Lebens neue Nervenzellen. „Diese sogenannte adulte Neurogenese hilft dem Gehirn, sich im Laufe des Lebens anzupassen und zu verändern. Dies geschieht nicht nur bei Mäusen, sondern auch beim Menschen“, erklärt Professor Gerd Kempermann, Sprecher vor Ort DZNE aus Dresden und Leiter der Forschungsgruppe am CRTD.
Ein Auslöser für die Neurogenese
Aus den Stammzellen entstehen neue Nervenzellen. „Diese Vorläuferzellen sind eine wichtige Grundlage für die Neuroplastizität, das nennen wir die Anpassungsfähigkeit des Gehirns“, erklärt der Dresdner Wissenschaftler. Zusammen mit seinen Kollegen hat er nun neue Erkenntnisse über die Prozesse gewonnen, die der Bildung neuer Nervenzellen zugrunde liegen. Das Team konnte an Mäusen zeigen, dass neurale Stammzellen im Vergleich zu adulten Nervenzellen einen hohen Anteil an freien Radikalen enthalten. “Dies gilt insbesondere dann, wenn sich die Stammzellen in einem Ruhezustand befinden, was bedeutet, dass sie sich nicht teilen und in Nervenzellen verwandeln”, sagt Professor Kempermann. Die aktuelle Studie zeigt, dass eine Erhöhung der Radikalkonzentration Stammzellen zur Teilung bereit macht. “Sauerstoffmoleküle wirken wie ein Schalter, der die Neurogenese in Gang setzt.”
Freie Radikale sind Abfälle aus dem normalen Stoffwechsel. Zelluläre Mechanismen sind normalerweise vorhanden, um sicherzustellen, dass sie sich nicht stapeln. Dies liegt daran, dass reaktive Sauerstoffmoleküle oxidativen Stress verursachen. „Wir wissen, dass zu viel oxidativer Stress ungünstig ist. Es kann Nervenschäden verursachen und Alterungsprozesse auslösen “, erklärt Professor Kempermann. „Aber das ist natürlich nur ein Aspekt, und freie Radikale haben auch einen Silberstreifen. In anderen Zusammenhängen gibt es Hinweise darauf. Neu und überraschend ist jedoch die Tatsache, dass Die Stammzellen unseres Gehirns tolerieren diese Toleranz nicht nur. Sie enthalten viel Radikale, sondern nutzen sie auch für ihre Funktion. “
Gesundes Altern
Radikalfänger, auch “Antioxidantien” genannt, bekämpfen oxidativen Stress. Diese Substanzen gelten daher als wichtige Bestandteile einer gesunden Ernährung. Sie können in Obst und Gemüse gefunden werden. „Die positive Wirkung von Antioxidantien wurde nachgewiesen und wird von unserer Studie nicht in Frage gestellt. Wir müssen auch darauf achten, auf der Grundlage reiner Laborstudien Schlussfolgerungen für den Menschen zu ziehen “, betont Kempermann. “Und doch legen unsere Ergebnisse zumindest nahe, dass freie Radikale nicht von Natur aus schlecht für das Gehirn sind. Tatsächlich sind sie höchstwahrscheinlich wichtig, damit das Gehirn während des gesamten Lebens und Alters auf gesunde Weise anpassungsfähig bleibt.”
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Originalveröffentlichung
Die ROS-Dynamik beschreibt die Funktionszustände von neuralen Stammzellen des Hippocampus und einen Zusammenhang mit ihrer Ausgabe aus aktivitätsabhängiger Ruhe, Vijay Adusumilli et al., Zellstammzelle (2020) DOI: 10.1016 / j.stem.2020.10.019, URL: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30538-5
Über das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Das DZNE untersucht alle Aspekte neurodegenerativer Erkrankungen (wie Alzheimer- und Parkinson-Krankheit sowie Amyotrophe Lateralsklerose), um neue Ansätze für Prävention, Behandlung und Gesundheitsversorgung zu entwickeln. Das DZNE verfügt über zehn Standorte in ganz Deutschland und arbeitet eng mit Universitäten, Lehrkrankenhäusern und anderen Institutionen im In- und Ausland zusammen. Das DZNE ist Mitglied der Helmholtz-Vereinigung.
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Über das Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD)
Das Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) an der TU Dresden ist die akademische Heimat von Wissenschaftlern aus mehr als 30 Ländern. Ihre Mission ist es, die Prinzipien der Zell- und Geweberegeneration zu entdecken und sie für die Erkennung, Behandlung und Umkehrung von Krankheiten zu nutzen. CRTD verbindet Bank mit Klinik, Wissenschaftler mit Klinikern, um Fachwissen in Stammzellen, Entwicklungsbiologie, Geneditierung und Regeneration für innovative Therapien für neurodegenerative Erkrankungen wie die Krankheit zu bündeln Alzheimer- und Parkinson-Krankheit, hämatologische Erkrankungen wie Leukämie, Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, Erkrankungen der Netzhaut und der Knochen. Das CRTD ist seit 2016 Teil der zentralen wissenschaftlichen Abteilung „Zentrum für molekulares und zelluläres Bioengineering“ (CMCB) der TU Dresden und spielt eine zentrale Rolle im Schwerpunktforschungsbereich Gesundheitswissenschaften, Biomedizin und Bio -Technik der TU Dresden.
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