Zuckerabhängigkeit Schalter für Zuckertransport ins Gehirn entdeckt

Unser Gehirn holt sich Zucker durch einen aktiven Prozess aus dem Blut. Das haben jetzt Diabetesforscher am Helmholtz Zentrum München, entdeckt.

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Neuherberg – Bisher ging man davon aus, dass es sich dabei um einen rein passiven Vorgang handelte. Wissenschaftler um Professor Matthias Tschöp berichten im Fachmagazin ‚Cell‘, dass der Zuckertransport ins Gehirn durch so genannte Stützzellen reguliert wird. Die Forscher konnten zudem zeigen, dass diese Zellen auf Hormone wie Insulin oder Leptin reagieren – dies hielt man bisher nur bei Nervenzellen für möglich.

Unsere Gesellschaft steht durch den rapiden Anstieg von Übergewicht und der damit verbundenen Verbreitung von Typ-2-Diabetes vor einer enormen Herausforderung. Immer noch fehlt es an effizienten und sicheren Medikamenten, um diese Entwicklung aufzuhalten. Dies liegt vor allem daran, dass die Mechanismen des Zucker- und Energiestoffwechsels immer noch völlig unzureichend erforscht sind.

Treibstoff für die Schaltzentrale

Ein Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Matthias Tschöp, Direktor des Helmholtz Diabetes Zentrums (HDC) und der Abteilung für Stoffwechselerkrankungen an der Technischen Universität München, erforscht, wie Schaltzentralen im Gehirn unseren Stoffwechsel fernsteuern, um ihn optimal auf unsere Umwelt einzustellen. Das Hirn ist das Organ mit dem höchsten Zuckerverbrauch im Körper und kontrolliert unser Hungergefühl. „Wir vermuteten deswegen, 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 zunächst die Aktivität von Insulinrezeptoren auf der Oberfläche der Astrozyten, also jenen Strukturen, über die Insulin Einfluss auf Zellen nimmt. Dabei stellten sie fest, dass beispielsweise Mäuse, denen dieser Rezeptor auf bestimmten Astrozyten fehlte, eine deutlich geringere Aktivität in Nervenzellen aufwiesen, die die Nahrungsaufnahme zügeln (die so genannten Proopiomelanocortin Neuronen). Gleichzeitig hatten solche Mäuse Schwierigkeiten, ihren Stoffwechsel anzupassen, wenn sich die Zuckerzufuhr änderte. Mit Hilfe bildgebender Methoden konnten die Wissenschaftler dann zeigen, dass Hormone wie Insulin und Leptin an Stützzellen wirken, um die Aufnahme von Zucker ins Gehirn zu regulieren. Ohne Insulinrezeptoren zeigten die Astrozyten vor allem im Bereich der Appetitzentralen im so genannten Hypothalamus entsprechend schlechtere Transportraten von Glukose ins Gehirn.

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