Ernstiger verloop Alzheimer door hoger
glucoseniveau hersenen?
Studie NIH: verbanden tussen glucosestofwisseling,
ziekteverloop en symptomen Alzheimer
Voor het eerst hebben wetenschappers een verband
gevonden tussen de bij Alzheimer voorkomende abnormale
manier van glucoseafbraak enerzijds en de ernst van de
kenmerkende amyloïde plaques en ‘tangles’ (kluwens
vezels van tau-eiwit, vert.) in de hersenen en het begin
van eventuele uiterlijke symptomen van Alzheimer. De
studie, die verschijnt in het novembernummer van
Alzheimer’s & Dementia, het tijdschrift van de
Alzheimer’s Association in de VS, werd ondersteund door
het National Institute on Aging (NIA), een deel van de
National Institutes of Health in de VS.
Onder leiding van Madhav Thambistetty (MD, PhD),
onderzoeker en hoofd van de afdeling Cllinical and
Translational Neuroscience in het Laboratory of
Behavioral Neuroscience van de NIA, werden
hersenweefselmonsters onderzocht van autopsies van
deelnemers aan de Baltimore Longitudinal Study of Aging
(BLSA), een van de langstlopende wetenschappelijke
studies naar menselijke veroudering. De BLSA verzamelt
meerdere decennia lang de neurologische, fysieke en
psychologische gegevens van de deelnemers.
De onderzoekers maten de glucosegehaltes in
verschillende hersengebieden, waarvan sommige gevoelig
zijn voor de pathologie van Alzheimer, zoals de frontale
en temporale cortex, en een paar die daar juist niet
gevoelig voor zijn, zoals het cerebellum. Zij
analyseerden drie groepen BLSA-deelnemers: degenen met
Alzheimersymptomen tijdens hun leven en met bevestigde
Alzheimerpathologie (bèta-amyloïde plaques en
neurofibrillaire tangles) in de hersenen bij overlijden;
een gezonde controlegroep; en mensen zonder symptomen
tijdens het leven maar met duidelijk aanwezige
post-mortem aangetoonde Alzheimer-pathologieën in de
hersenen.
Zij vonden duidelijke abnormaliteiten in de
glycolyse, het hoofdproces waarmee de hersenen glucose
afbreken. De ernst van de afwijkingen hield verband met
de ernst van de Alzheimerpathologie. Een lagere mate van
glycolyse en een hoger gehalte aan glucose in de
hersenen hingen samen met ergere plaques en tangles in
de hersenen van mensen met de ziekte. Een grotere afname
in hersenglycolyse was ook gerelateerd aan het vóórkomen
van Alzheimersymptomen tijdens het leven, zoals
problemen met het geheugen.
“Er wordt al enige tijd nagedacht over de mogelijke
verbanden tussen hoe de hersenen glucose verwerken en de
ziekte van Alzheimer,” zegt de directeur van NIA dr.
Richard J. Hodes. “Bij onderzoek zoals dit wordt op een
nieuwe manier nagedacht over hoe deze connecties kunnen
worden onderzocht, om zo de zoektocht naar betere en
effectievere manieren om Alzheimer te behandelen of te
voorkomen te intensiveren.”
Hoewel al langer gedacht wordt dat er wellicht
overeenkomsten bestaan tussen diabetes en Alzheimer, was
het moeilijk om dat te beoordelen, omdat er geen
insuline nodig is om glucose in de hersenen te krijgen
of in de neuronen. Het team ging het gebruik van glucose
door de hersenen na door de verhouding te meten tussen
de aminozuren serine, glycine en alanine ten opzichte
van glucose. Dit zorgde ervoor dat ze konden berekenen
welke verhoudingen nodig waren voor de belangrijkste
stappen van de glycolyse. Zij ontdekten dat de enzymen
die deze stappen in de glycolyse bestuurden minder
activiteit vertoonden bij Alzheimerpatiënten dan bij
monsters van normaal hersenweefsel. Een lagere
enzymactiviteit hing bovendien samen met een ernstiger
vorm van Alzheimerpathologie in de hersenen en met het
ontstaan van symptomen.
Vervolgens werd met behulp van proteomics, een
grootschalige meting van cellulaire eiwitten, nagegaan
wat de niveaus waren van GLUT3 (een
glucosetransporteiwit) in neuronen. De bevinding was dat
de GLUT3-niveaus in hersenen met Alzheimerpathologie
lager waren dan in normale hersenen en dat deze niveaus
ook verband hielden met de ernst van de tangles en
plaques. Tenslotte werd het bloedglucoseniveau bij de
deelnemers gemeten jaren voordat ze stierven, waaruit
bleek dat een grotere toename in bloedglucoseniveau
correleerde met een hoger glucoseniveau in de hersenen
bij overlijden.
“Deze bevindingen wijzen uit dat dit pas gevonden
mechanisme het onderwerp zou kunnen worden voor de
ontwikkeling van nieuwe behandelingen, gericht op het
verhelpen van een gebrekkige glycolyse bij de ziekte van
Alzheimer,” aldus Thambisetty.
De onderzoekers waarschuwen wel dat nog niet helemaal
duidelijk is of de afwijkingen in de
hersenglucosestofwisseling definitief samenhangen met de
ernst van de Alzheimersymptomen of de snelheid waarmee
de ziekte zich ontwikkelt. De volgende stappen voor
Thambisetty en zijn team zijn onder meer het onderzoeken
van afwijkingen in andere stofwisselingsroutes die met
glycolyse samenhangen, om vast te stellen hoe die zich
tot de verschijnselen van Alzheimer in de hersenen
verhouden.
Vertaling: A. Zwart
