Der Milchsäurespiegel im Gehirn könnte einem Arzt in Zukunft verraten, ob dort bereits Alterungsprozesse eingesetzt haben oder nicht. Das legt zumindest eine Studie eines schwedisch-deutschen Forscherteams an Mäusen nahe. Ihr Ergebnis: Je weiter der Alterungsprozess in den Gehirnen der Tiere fortschritt, desto stärker stieg auch der Milchsäurespiegel an. Verantwortlich dafür sind Schäden an den Mitochondrien, den winzigen Zellkraftwerken: Funktionieren sie nicht mehr einwandfrei, schalten die Hirnzellen auf einen alternativen Stoffwechselweg zur Energiegewinnung um, in dessen Verlauf vermehrt Milchsäure gebildet wird. Da solche Schäden bereits früher mit typischen Alterskrankheiten wie Parkinson und Alzheimer in Verbindung gebracht wurden, könnte der Milchsäurespiegel auch bei deren Früherkennung helfen – vorausgesetzt, die Mäuse-Ergebnisse lassen sich auf den Menschen übertragen.
Für die Energiegewinnung aus Nährstoffen sind normalerweise die Mitochondrien verantwortlich: Sie befinden sich im Inneren der Körperzellen und wandeln verschiedene Zwischenprodukte des Stoffwechsels in den Energieträger ATP um, der dann als Brennstoff für alle möglichen Vorgänge im Körper verwendet wird. Je älter ein Organismus jedoch wird, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich im Erbgut der kleinen Zellkraftwerke Fehler ansammeln. Als Folge davon arbeiten sie nicht mehr so effizient und das Energiegleichgewicht der Zelle gerät durcheinander – ein Problem, das laut einer gängigen Theorie als Schlüsselfaktor beim Altern gilt.
Um das auch experimentell zu untersuchen, beobachteten die Wissenschaftler die Stoffwechselvorgänge in den Gehirnen von Mäusen, darunter auch gentechnisch veränderten, die zu vorzeitigem Altern neigen. Schon bevor diese Tiere typische Zeichens des Alterns zeigten wie etwa Haarausfall, Schwerhörigkeit oder Osteoporose, stieg in ihren Gehirnen bereits die Milchsäuremenge an, entdeckten die Forscher. Das gleiche galt für gentechnisch nicht modifizierte Tiere, wobei die Veränderungen hier lediglich etwas später einsetzten.
Genauere Analysen bestätigten, dass tatsächlich defekte Zellkraftwerke der Grund für den Anstieg waren: Weil die Mitochondrien der Mäuse nicht mehr richtig arbeiteten, nutzten die Zellen einen sauerstoffunabhängigen Weg – die sogenannte Glykolyse -, um Energie zu gewinnen. Dabei entsteht als Endprodukt Milchsäure, die sich dann im Gehirn anreichert. Das Gleiche geschieht bei starker Anstrengung auch in Muskeln, erläutern die Forscher: Sie schalten dann ebenfalls auf diesen schnelleren, aber weniger effizienten Weg der Energiegewinnung um.
Es gebe bereits Hinweise darauf, dass der gleiche Prozess auch im Gehirn alternder Menschen abläuft, sagen die Wissenschaftler. Sollte sich das bestätigen, könnte der Milchsäurespiegel künftig als Marker für Alterungsvorgänge im Hirn dienen. Das hätte zum einen den Vorteil, dass man solche Prozesse sehr früh diagnostizieren und ihnen gegebenenfalls entgegenwirken könne. Zum anderen lässt sich der Milchsäurespiegel im Gegensatz zu anderen Alterungskennzeichen leicht und für den Patienten schmerzlos mit Hilfe eines kernspintomographieartigen Verfahrens bestimmen.
Jaime Ross (Karolinska-Institut, Stockholm) et al.: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1008189107 dapd/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
