Ärzte Zeitung, 28.11.2016

Sphingosin-1-phosphat

Demenz durch Fettmolekül im Überfluss?

Ein Überangebot des körpereigenen Fettmoleküls S1P stört die Übertragung von Informationen im Gehirn. Möglicherweise entwickelt sich eine Demenz.

BONN. Sphingosin-1-phosphat (S1P) erfüllt als Signalmolekül viele Funktionen. Normalerweise fördert es in vielen Körperzellen die Zellteilung und das Wachstum. Kommt es jedoch vermehrt vor, scheint es vor allem in Nervenzellen ein Programm in Gang zu setzen, das zum Zelltod führt, teilt die Universität Bonn mit.

"Da das Gehirn besonders reich an S1P-Vorläufern ist, kann es beim Versagen des Enzyms S1P-Lyase, welches S1P abbaut, besonders schnell in Nervenzellen zur verhängnisvollen Anhäufung dieses Moleküls kommen", wird Privatdozentin Dr. Gerhild van Echten-Deckert, Life & Medical Sciences Institute (LIMES), Universität Bonn, in der Mitteilung zitiert.

Die fatale Wirkung des S1P-Fettmoleküls untersuchte ein internationales Forscherteam unter Federführung der Uni Bonn an Mäusen (Scientific Reports 2016, 6: 37064).

Die Tiere verfügten in bestimmten Nervenzellen des Gehirns nicht über das Abbauenzym S1P-Lyase, weshalb sich dort das Sphingosin-1-phosphat anreicherte.

Veränderungen im Zellstoffwechsel

"Wir konnten zeigen, dass es bei Anhäufung von S1P im Gehirn zu mehreren drastischen Veränderungen im Zellstoffwechsel kommt, die vor allem die Kommunikation zwischen den Nervenzellen, die für Lernen und Gedächtnisbildung wichtig ist, erheblich beeinträchtigt", berichtet Professor Dieter Swandulla vom Institut für Physiologie II der Universität Bonn.

Die Forscher wiesen modellhaft an den Mäusen nach, dass bei einer Anhäufung von S1P vor allem in Nervenzellen des Hippocampus und des Kleinhirns für die Informationsübertragung wichtige Strukturen verändert sind. "Dies führt dazu, dass speziell eine Form der Kurzzeit-Gedächtnisbildung, die sogenannte synaptische Fazilitierung, deutlich vermindert ist", so Swandulla.

Eine Analyse der molekularen Mechanismen ergab, dass durch die Anhäufung von S1P ein wichtiges zelluläres Regelsystem, das Ubiquitin-Proteasom-System, in Mitleidenschaft gezogen wird. Es gewährleistet, dass die Gesamtheit der Zellproteine (Proteom) in gleichbleibender Qualität gebildet wird.

"Wir konnten zeigen, dass die durch S1P bedingte Verminderung des Enzyms Ubiquitin-specific Protease 14 (USP14) als ein Teil dieses Systems im Wesentlichen ursächlich für die beobachteten Veränderungen der synaptischen Morphologie und Funktion in diesem Mausmodell ist", sagt van Echten-Deckert.

Verminderung von S1P in frühen Phasen von Alzheimer

Die Forscher nehmen an, dass die durch ein S1P-Überangebot hervorgerufenen Funktionsstörungen in der Signalübertragung des Gehirns möglicherweise zu neurodegenerativen Erkrankungen beitragen. Andererseits beobachteten Forscher eine Verminderung von S1P in frühen Phasen der Alzheimer-Erkrankung.

Die Wissenschaftler wollen nun mit weiteren Studien klären, unter welchen Bedingungen S1P Fluch oder Segen für das Gehirn ist. (eb)

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