Artikel zur Langlebigkeit

Umwelt-PCB beeinträchtigen die Gehirnfunktion von Mäusen

astrozytenzellen Gehirnzellen
  •  Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind Chemikalien, die bei der Herstellung von Farben, Flammschutzmitteln und anderen Industriematerialien verwendet werden.

  • Es wurde festgestellt, dass PCBs die Astrozytenfunktion im Gehirn von Mäusen schädigen, die für die Neuronen- und Gehirnfunktion von entscheidender Bedeutung sind.

  • In anderen Studien wurden PCBs mit Krebs, hormonellen Störungen und einer Unterdrückung des Immunsystems in Verbindung gebracht.

  • Die Persistenz von PCB in der Umwelt kann ein Faktor für die Prävalenz neurodegenerativer Erkrankungen sein.

Dieser Artikel wurde in den Georgetown University Medical Center News veröffentlicht.

Vom Menschen hergestellte giftige Chemikalien, die auf unbestimmte Zeit in der Umwelt verbleiben, stören die Leistung wichtiger Helferzellen im Gehirn von Mäusen und führen bei langfristiger Exposition zu Funktionsstörungen, sagen Neurowissenschaftler am Georgetown University Medical Center.

Ihre Studie gilt als die erste, die polychlorierte Biphenyle (PCBs) in Astrozyten testete – Zellen, die Neuronen unterstützen und für die Homöostase im gesamten Zentralnervensystem von entscheidender Bedeutung sind neurodegenerative Erkrankungen. Sie berichten über ihre Ergebnisse auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience in Chicago.

Die Forschung, die in Labortests an Gehirnzellen von Mäusen durchgeführt wurde, zeigt, wie eine einst weit verbreitete PCB-Mischung Pfade in Astrozyten aktiviert, die versuchen, die Toxine zu neutralisieren. Viele antioxidative Gene, von denen bekannt ist, dass sie für die Neurodegeneration beim Menschen relevant sind, werden in den Mäusezellen fehlerhaft aktiviert, sagt die leitende Forscherin der Studie, Mondona McCann, Doktorandin im interdisziplinären Programm für Neurowissenschaften in Georgetown.

„Unsere bisherigen Erkenntnisse zeigen starke Zusammenhänge zwischen diesen Toxinen und der Gesundheit von Astrozyten. Sie tragen auch zu unserem Verständnis darüber bei, wie wichtig diese Astrozyten für die Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion sind“, sagt McCann, die ihre Forschung im Labor von Kathleen Maguire durchführt. Zeiss, PhD, Vorsitzender der Abteilung für Neurowissenschaften in Georgetown.

Diese sternförmigen Zellen halten neben vielen anderen unterstützenden Aufgaben die Blut-Hirn-Schranke aufrecht, unterstützen Neuronen, regulieren die Kommunikation zwischen Neuronen und reparieren Nervengewebe nach Verletzungen. „Wenn Astrozyten versagen, sterben Neuronen ab. Sie sind der Schlüssel zur Aufrechterhaltung der Homöostase – der physiologischen Stabilität – im gesamten Gehirn“, sagt sie.

PCBs sind dafür bekannt, Krebs zu verursachen, das Immunsystem zu unterdrücken, hormonelle Signale zu stören und die Fortpflanzung zu beeinträchtigen. In postmortalen Studien wurden sie auch mit dem Tod von Nigral-Gehirnzellen – Dopamin produzierenden Zellen – bei Patienten mit Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht.

PCBs wurden im 20. Jahrhundert weltweit hergestellt und weit verbreitet, da die Chemikalien stabil, hitzebeständig und elektrisch isolierend sind, was sie ideal für den Einsatz in Kühlmitteln, Flammschutzmitteln, Schmiermitteln, Farben, Klebstoffen und vielen anderen Industrieprodukten machte. Wegen ihrer Toxizität begannen einige Länder in den 1970er und 1980er Jahren damit, ihre Verwendung zu verbieten, die weltweite Produktion wurde jedoch erst 2001 eingestellt.

Die Wirkung dieser Toxine hält an, sagt McCann. „Die gleiche Stabilität, die PCBs so nützlich gemacht hat, sorgte auch dafür, dass sie in der Umwelt bestehen bleiben.“

Zusätzlich zu mehreren menschlichen Krankheiten wurden PCBs kürzlich mit dem Rückgang der Schwertwalpopulation in Verbindung gebracht; McCann vermutet, dass eine Kombination aus Umweltstressoren wie PCBs und genetischen Veranlagungen mit der Neurodegeneration zusammenhängt.

„Menschen in bestimmten Regionen sind im Laufe ihres Lebens ständig einer geringen Dosis von PCB und anderen ähnlichen Verbindungen ausgesetzt“, sagt McCann. „Unsere Laborergebnisse deuten darauf hin, dass eine solche Ansammlung zu oxidativem Stress in Astrozyten führen kann, der dann die von ihnen unterhaltenen Neuronen nicht unterstützen kann.“

Es ist unwahrscheinlich, dass wir jemals in der Lage sein werden, angesammelte PCBs aus einem Menschen zu entfernen, aber wenn die Forschung am Menschen die spezifischen, im Gehirn betroffenen Signalwege aufdeckt, „könnte es möglicherweise klinisch möglich sein, die beobachteten Defizite in der Funktion von Astrozyten zu kompensieren.“ könnten in der Lage sein, Kompensationsmechanismen zu aktivieren, um die Fähigkeit der Zellen zu erhöhen, diese Giftstoffe zu puffern und das Überleben zu fördern“, sagt sie.

„Dieses Konzept, dass sich Umweltstressoren auf die Gesundheit von Astrozyten auswirken, ist ein ziemlich wenig erforschtes Gebiet“, sagt Maguire-Zeiss.



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag