Wien (OTS) – (Wien, 07-05-2026) – Nach Hirnverletzungen wie
Schlaganfall oder
Schädel-Hirn-Trauma kann es im Gehirn zu einer Überaktivierung von
Nervenzellen kommen, die über die direkten Folgen der Verletzung
hinaus weitere Schäden verursacht. Ein Forschungsteam unter Leitung
der MedUni Wien hat nun einen molekularen Mechanismus identifiziert,
der diesen Prozess direkt mit dem Energiestoffwechsel der Zellen
verknüpft. Die aktuell im Journal of Cell Science publizierten
Ergebnisse liefern einen neuen Ansatzpunkt zur Entwicklung gezielter
Schutzstrategien für Nervenzellen, um die neuronalen
Beeinträchtigungen nach Hirnverletzungen zu verringern.
In den Mittelpunkt seiner Untersuchungen stellte das
Forschungsteam um Vanessa Göschl und Helmut Kubista von der Abteilung
für Neurophysiologie und -pharmakologie am Zentrum für Physiologie
und Pharmakologie der MedUni Wien den sogenannten Alpha-Ketoglutarat-
Dehydrogenase-Komplex (a-KGDHC), ein Schlüsselenzym in den
Mitochondrien genannten „Kraftwerken“ der Zellen. Dieses Enzym spielt
eine zentrale Rolle dabei, wie Nervenzellen Energie gewinnen und
gleichzeitig den Botenstoff Glutamat verarbeiten – einen chemischen
Signalstoff, der die Kommunikation zwischen Nervenzellen ermöglicht.
Überreizung der Nervenzellen verringern
Die Forschenden identifizierten in Zellmodellen einen Mechanismus,
durch den eine erhöhte Glutamatkonzentration über Signalkaskaden auch
Zellen in Randzonen außerhalb des direkt verletzten Hirngewebes zu
beeinträchtigen vermag. Auf diese Weise kann sich das Ausmaß
langfristiger Funktionsdefizite, wie sie etwa nach einem Schlaganfall
oder Schädel-Hirn-Trauma in Form von Gedächtnis- oder
Konzentrationsstörungen, Sprach- oder Sprechproblemen und motorischen
Einschränkungen auftreten, weiter ausdehnen. „Unsere Studie zeigt,
dass solche Schäden nicht allein durch die eigentliche
Hirnverletzung, sondern auch durch nachfolgende biochemische Prozesse
im Gehirn entstehen können“, erklärt Erstautorin Vanessa Göschl. Eine
zentrale Rolle spielt dabei das Enzym a-KGDHC, das den
Energiestoffwechsel der Nervenzellen mit der Verarbeitung des
Botenstoffs Glutamat verknüpft.
Die jetzt gewonnenen Erkenntnisse über den engen Zusammenhang
zwischen Energiestoffwechsel und Signalübertragung in Nervenzellen
können nicht nur das Verständnis für die Entstehung neuronaler
Störungen nach Hirnverletzungen verbessern, sondern auch einen neuen
Ansatzpunkt für die Entwicklung von Schutzstrategien liefern: „Bei
unseren Untersuchungen von Zellkulturen hat sich herausgestellt, dass
das Vitamin B1 Thiamin die Überreizung der Nervenzellen verringern
und so potenziell Schäden reduzieren kann“, sagt Studienleiter Helmut
Kubista. Weitere Forschungen sind nötig, um zu prüfen, wie sich die
gezielte Unterstützung des Energiestoffwechsels in Nervenzellen nach
Hirnverletzungen therapeutisch nutzen lässt.
Hirnverletzungen wie Schlaganfälle oder Schädel-Hirn-Traumata
zählen zu den häufigsten Ursachen für langfristige neuronale
Beeinträchtigungen weltweit. Laut WHO erleiden jährlich rund zwölf
Millionen Menschen einen Schlaganfall, etwa 30 bis 40 Prozent von
ihnen leben mit dauerhaften funktionellen Einschränkungen. Auch bei
den rund 21 Millionen Menschen mit traumatischen Hirnverletzungen pro
Jahr bleiben in vielen Fällen Nervenzellschäden zurück. Die
Häufigkeit und Schwere solcher Schäden unterstreichen die
Dringlichkeit, gezielte Schutz- und Regenerationsstrategien für
Nervenzellen zu entwickeln, um die langfristigen Folgen von
Hirnverletzungen zu minimieren.
Publikation: Journal of Cell Science
aKGDHC activity modulates glutamate excitotoxicity via metabotropic 1
regulation of NMDA receptors in primary cultures.
Vanessa Goeschl, Matej Hotka, Bernhard Hochreiter, Karlheinz Hilber,
Stefan Boehm, Andrey V. Kozlov and Helmut Kubista.
DOI: 10.1242/jcs.264420
https://journals.biologists.com/jcs/article-
lookup/doi/10.1242/jcs.264420
Die Studie wurde vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen
Forschung (FWF) gefördert (Projekte P-36145, P-33799 und PAT8605623).