Zoet probleem: hoe suikerinname het risico op Alzheimer kan verhogen

Samenvatting: Onderzoekers hebben een mechanisme ontdekt dat een hoge suikerconsumptie koppelt aan een verhoogd risico op de ziekte van Alzheimer. Uit de studie bleek dat verhoogde bloedglucose en verhoogde suikerinname kunnen leiden tot de proliferatie van amyloïde plaques in de hersenen – een kenmerk van de ziekte van Alzheimer.

De studie onthulde ook de rol van neuronale ATP-gevoelige kaliumkanalen, of KATP-kanalen, in dit proces. Het manipuleren van deze kanalen zou een potentiële nieuwe therapeutische weg voor de ziekte van Alzheimer kunnen bieden.

Basiselementen:

1. Verhoogde bloedsuikerspiegel en hogere suikerinname blijken de ophoping van amyloïde plaques in de hersenen te bevorderen, waardoor het risico op de ziekte van Alzheimer toeneemt.
2. Het onderzoeksteam identificeerde ATP-gevoelige kaliumkanalen (KATP-kanalen) in neuronen die metabolische veranderingen koppelen aan amyloïde-beta-productie in de hersenen.
3. Potentiële therapeutische voordelen zouden kunnen voortvloeien uit farmacologische manipulatie van deze KATP-kanalen bij diabetische en prediabetische patiënten.

Bron: Wake Forest-universiteit

Het is algemeen bekend dat mensen met diabetes type 2 een verhoogd risico lopen op het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer, maar de reden waarom wordt niet volledig begrepen en is een gebied van lopend onderzoek.

Nu hebben wetenschappers van de Wake Forest University School of Medicine een nieuw mechanisme ontdekt dat aantoont dat een verhoogde suikerinname en pieken in de bloedglucose voldoende zijn om de ophoping van amyloïde plaque in de hersenen te veroorzaken, wat het risico op de ziekte van Alzheimer verhoogt. Amyloïde plaque bestaat uit toxische eiwitten in de hersenen.

De bevindingen van de studie verschijnen online op JCI-inzicht.

“We wilden een beter begrip van de metabole veranderingen in diabetes die de hersenen in gevaar brengen voor de ziekte van Alzheimer of de pathologie versnellen die zich al heeft gevormd in de hersenen van mensen die de ziekte van Alzheimer zullen ontwikkelen,” zei Shannon Macauley, Ph.D. . ., universitair hoofddocent fysiologie en farmacologie aan de Wake Forest University School of Medicine en hoofdonderzoeker van de studie.

Met behulp van een muismodel toonde het onderzoeksteam aan dat er meer amyloïde plaques werden gevormd wanneer suikerwater werd gegeven in plaats van gewoon drinkwater. Ze ontdekten ook dat verhogingen van de bloedsuikerspiegel de productie van amyloïde-bèta in de hersenen verhogen.

“Deze bevinding is belangrijk omdat het aantoont dat het eten van te veel suiker voldoende is om amyloïde plaque op te bouwen en het risico op de ziekte van Alzheimer te vergroten,” zei Macauley.

Om de moleculaire drijfveren van dit fenomeen beter te begrijpen, identificeerde het onderzoeksteam een ​​metabolische sensor in neuronen die veranderingen in het metabolisme koppelt aan het afvuren van neuronen en de productie van amyloïde-bèta.

De sensoren staan ​​bekend als adenosinetrifosfaat (ATP) of K-gevoelige kaliumkanalen._ATP kanalen. ATP is een energiebron die alle levende cellen nodig hebben om te overleven.

Deze kanalen voelen hoeveel energie er beschikbaar is voor een gezonde functie. Het verstoren van deze sensoren verandert de manier waarop de hersenen normaal werken.

“Met behulp van genetische technieken bij muizen hebben we deze sensoren uit de hersenen verwijderd en aangetoond dat een stijgende bloedsuikerspiegel niet langer de bèta-amyloïde niveaus of de vorming van amyloïde plaques verhoogde,” zei Macauley.

De onderzoekers onderzochten vervolgens de expressie van deze metabole sensoren in de hersenen van de ziekte van Alzheimer en ontdekten opnieuw dat de expressie van deze kanalen verandert met de diagnose van de ziekte van Alzheimer.

Volgens Macauley suggereert de studie dat deze metabolische sensoren mogelijk een rol spelen bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer en uiteindelijk kunnen leiden tot nieuwe behandelingen.

“Wat het meest opmerkelijk is, is dat farmacologische manipulatie van deze K_ATP De kanalen kunnen therapeutisch voordeel hebben bij het verminderen van amyloïde-bèta-pathologie voor diabetische en pre-diabetische patiënten, “zei Macauley.

Over dit Alzheimer-onderzoeksnieuws

Auteur: Myra Wright
Bron: Wake Forest-universiteit
Contact: Myra Wright – Wake Forest-universiteit
Afbeelding: Afbeelding gecrediteerd aan Neuroscience News

Originele onderzoek: Vrije toegang.
“KATP-kanalen zijn essentieel voor glucoseafhankelijke verhogingen van amyloïde-β en aan de ziekte van Alzheimer gerelateerde pathologie” door Shannon Macauley, et al. JCI-inzicht

Abstract

KATP-kanalen zijn essentieel voor glucoseafhankelijke verhogingen van amyloïde β en pathologie geassocieerd met de ziekte van Alzheimer

Verhoogde bloedglucosespiegels, of hyperglycemie, kunnen de prikkelbaarheid van de hersenen en de afgifte van amyloïde-β (Aβ) verhogen, wat een mechanistisch verband biedt tussen diabetes type 2 en de ziekte van Alzheimer (AD).

Omdat de cellulaire mechanismen die aan deze relatie ten grondslag liggen slecht worden begrepen, hebben we onderzocht of het ATP-gevoelige kalium (K_ATP) kanalen, die veranderingen in energiebeschikbaarheid koppelen aan cellulaire prikkelbaarheid, spelen een rol bij de pathogenese van AD.

Eerst bewijzen we dat K_ATP Kir6.2-kanaalsubeenheden/KCNJ11 en SUR1/ABCC8 werden uitgedrukt in prikkelende en remmende neuronen in het menselijk brein en de expressie ervan in de cortex KCNJ11 En ABCC8 veranderd met AD-pathologie bij mensen en muizen.

Vervolgens hebben we onderzocht of de eliminatie van neuronale K_ATP Kanaalactiviteit ontkoppelde de relatie tussen Aβ-metabolisme, prikkelbaarheid en pathologie in een mogelijk nieuw muismodel van cerebrale amyloïdose en neuronale K_ATP kanaalkatalyse (d.w.z. amyloïde voorlopereiwit [APP]/PS1 Kir6.2^–/– biceps).

Met behulp van acute en chronische paradigma’s laten we zien dat Kir6.2-K_ATP De kanalen zijn metabole sensoren die hyperglykemie-afhankelijke verhogingen van interstitiële Aβ-niveaus, amyloïdogene verwerking van APP en amyloïde plaquevorming reguleren, die mogelijk afhankelijk zijn van lactaatafgifte.

Deze studies identificeren een potentieel nieuwe rol voor Kir6.2-K_ATP kanalen in AD en suggereren dat farmacologische manipulatie van Kir6.2-K_ATP De kanalen houden een therapeutische belofte in voor het verminderen van Aβ-pathologie bij patiënten met diabetes of prediabetes.