Das menschliche Gehirn verbraucht etwa 20 % des Sauerstoffs im Körper. Unter physiologischen Bedingungen werden 1–2 % des verbrauchten Sauerstoffs in reaktive Sauerstoffspezies (ROS) umgewandelt, was zu oxidativem Stress führt. Im Vergleich zu anderen Organen weist das Gehirn einen höheren Anteil an Lipiden und mehrfach ungesättigten Fettsäuren auf, wodurch es besonders anfällig für Schäden durch ROS ist. Oxidativer Stress im Gehirn verursacht Zellschäden und Zelltod und spielt eine Rolle bei der Entstehung zahlreicher neurodegenerativer Erkrankungen, darunter Alzheimer, Parkinson und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).

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Am Beispiel der Parkinson-Krankheit lässt sich zeigen, dass Parkinson eine häufige neurodegenerative Erkrankung ist, die vorwiegend das motorische Nervensystem betrifft. Sie ist durch das Absterben von Zellen in der Substantia nigra des Mittelhirns gekennzeichnet, was zu einem Dopaminmangel in den betroffenen Hirnregionen führt. Ein Merkmal der Neuronen in der Substantia nigra ist die altersabhängige Anreicherung von Neuromelanin; neuromelaninhaltige Zellen gehen bei Parkinson am häufigsten verloren. Obwohl der Mechanismus der Degeneration dopaminerger Neuronen im Gehirn von Parkinson-Patienten komplex und noch nicht vollständig verstanden ist, haben Studien erhöhte Konzentrationen oxidierter Lipide, Proteine, DNA und RNA in ihren Gehirnen festgestellt. Der Anstieg dieser Biomarker für oxidative Schäden belegt den Zusammenhang zwischen der Parkinson-Krankheit und ihrem Fortschreiten mit erhöhtem oxidativem Stress im Gehirn.

Zellen, die mit sehr niedrigen Konzentrationen von Nervonsäure vorbehandelt wurden, zeigten eine signifikante Steigerung der Zelllebensfähigkeit (Abbildung 1).1.B) 

Die Zelllebensfähigkeit wurde durch Vorbehandlung mit einer sehr niedrigen Konzentration von NA signifikant erhöht. (Abb. 1b)

SuperoxiddismutaseErhöhte Expressionsniveaus von MnSOD (Abbildung a) und Cu/ZnSOD (Abbildung b)

Die Expressionsniveaus der Superoxiddismutase-Enzyme Mn SOD (Abb. 2a) und Cu/Zn SOD (Abb. 2b) waren ebenfalls signifikant erhöht.

Erhöhte Expressionsniveaus der γ-Glutamylcystein-Synthase (GCLC) (Abbildung 3.c)

Die Expressionsniveaus von GCLC waren ebenfalls signifikant erhöht. in Abb. 3.c

In der Studie wurden Ratten-Phäochromozytomzellen (PC-12) verwendet, die durch 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) stimuliert wurden, um oxidativen Stress zu induzieren. Diese Zellen dienten als Modell für die Parkinson-Krankheit und dienten der Untersuchung der neuroprotektiven Wirkung von Nervonsäure. Die Experimentatoren behandelten die PC-12-Zellen 48 Stunden lang mit verschiedenen Konzentrationen von Nervonsäure vor, gefolgt von einer weiteren 48-stündigen Behandlung mit Nervonsäure und 6-OHDA, um zellulären oxidativen Stress zu induzieren. Zellen, die mit einer sehr niedrigen Konzentration von Nervonsäure vorbehandelt wurden, zeigten eine signifikante Steigerung der Zellviabilität. Der Malondialdehyd-Gehalt (MDA), ein Marker für Lipidperoxidation, war in den mit Nervonsäure behandelten Zellen signifikant reduziert. Die Expressionsniveaus von Superoxiddismutasen undCDie Aktivität der β-Glutamylcystein-Synthetase war signifikant erhöht, was darauf hindeutet, dass die Vorbehandlung mit Nervonsäure das zelluläre antioxidative Abwehrsystem aktivierte. Die experimentellen Ergebnisse legen nahe, dass Nervonsäure im Gehirn als neuroprotektiver Mediator wirken könnte.

Referenzen[1]Chen, Xueping et al.“Oxidativer Stress bei neurodegenerativen Erkrankungen.” Neural regeneration research vol. 7,5 (2012): 376-85. doi:10.3969/j.issn.1673-5374.2012.05.009.

[2] Umemoto, Hiroki et al. „Schutzwirkung von Nervonsäure gegen 6-Hydroxydopamin-induzierten oxidativen Stress in PC-12-Zellen.“ Journal of Oleo Science, Band 70, Nr. 1 (2021): 95–102. doi:10.5650/jos.ess20262

[3] Barnham, K., Masters, C. & Bush, A. Neurodegenerative Erkrankungen und oxidativer Stress. Nat Rev Drug Discov 3, 205–214 (2004).https://doi.org/10.1038/nrd1330

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