13 Gründe, warum das Gehirn für oxidativen Stress anfällig ist
Zusammenfassung
Das menschliche Gehirn verbraucht 20 % des gesamten Sauerstoffhaushalts, um die ATP-intensive neuronale Aktivität zu unterstützen. Wenn nicht ausreichend Sauerstoff für die ATP-Anforderungen zur Verfügung steht, versagt die neuronale Aktivität. Während die Essenzialität von Sauerstoff für die Gehirnfunktion klar ist, ist unklar, warum das Gehirn anfällig ist für oxidativen Stress und wie dieser eine Neurodegeneration verursacht.
Ergebnisse
Eine komplexe, miteinander vernetzte Anzahl an Ursachen macht das Gehirn anfällig für oxidativen Stress. Es nutzt chemisch verschiedenartige, reaktive Spezies, um unterschiedliche Signalfunktionen durchzuführen: Von der Verwendung von Lipidradikalen zur Erzeugung von Ferroptose (wenn die Lipidsignalisierung fehlschlägt) über Stickoxide zur Verfeinerung der synaptischen Plastizität bis zur Erzeugung von Superoxid-Anionen/Wasserstoffperoxid in den Mitochondrien zur Signalisierung eines Sauerstoffmangels.
Die Autoren stellen 13 Ursachen zusammen, weshalb das Gehirn anfällig ist für oxidativen Stress (s. Abb.). Zu den Hauptursachen zählen eine Anreicherung ungesättigter Fette (Lipidperoxidation), die Radikalbildung in den Mitochondrien, Calcium, Glutamat-induzierte Radikalbildung, eine mäßige antioxidative Abwehr, redoxaktive Metallionen (Eisen und Kupfer), die Autooxidation der Neurotransmitter sowie die RNA-Oxidation, wobei die Autoren letzteres als einen bislang unterschätzten Grund für oxidativen Stress bewerten.
modifiziert nach Cobley JN, Fiorello ML, Bailey DM 2018
Fazit
Das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Ursachen bestimmt die neuronale Anfälligkeit für oxidativen Stress.
13 reasons why the brain is susceptible to oxidative stress
Cobley JN, Fiorello ML, Bailey DM: Redox Biol 2018;15:490-503.
