Plakette mit Eisen (l) und Kupfer (r, in Rosa) (Everett, et al., Science Advances, 2021) Legen Sie jedes Stück davon beiseite Eisen im menschlichen Körper und vielleicht haben Sie genug, um ein oder zwei Nägel anzufertigen. Was Kupfer betrifft , könnten Sie Glück haben, gerade genug herauszuholen, um einen kleinen Ohrring herzustellen.
Obwohl sie knapp sind, sind diese beiden Metalle für unser Überleben notwendig und spielen eine wesentliche Rolle für das menschliche Wachstum und den Stoffwechsel. Aber einen Ort, den wir auch nicht erwarten würden, ist verklumpt in unseren Gehirnzellen.
Allerdings für Menschen mit der neurodegenerativen Erkrankung Alzheimer Krankheit scheint etwas diese Elemente in mikroskopisch kleine Barren zu verwandeln.
Ein Forscherteam aus den USA und Großbritannien entdeckte mithilfe einer Form der Röntgenmikroskopie das verräterische Glitzern von Kupfer und Eisen in ihren elementaren Formen ( STXM ) an Proben neuronaler Plaques, die aus den Frontal- und Temporallappen von Alzheimer-Patienten entnommen wurden.
Ein typisches Merkmal dieser besonderen Form der Demenz sind Plaques, die aus Proteinen bestehen, die in sogenanntes Beta-Amyloid zerlegt werden.
Doch Therapien, die sich auf die Entfernung von Beta-Amyloid-Klumpen aus dem Gehirn konzentrieren, haben uns einer Behandlung von Alzheimer nicht viel näher gebracht, sagen Forscher Ich frage mich, welche Rolle – wenn überhaupt – spielen sie beim Fortschreiten der Krankheit eine Rolle.
Laufende Forschung hat baute weiter ein Bild auf rund um die Biologie, die dafür verantwortlich sein könnte für die Plaketten, wobei Forscher ihre Entstehung und ihren Wunsch nach Zerstörung aus jedem Blickwinkel betrachten.
Ein Aspekt, der noch nicht vollständig erforscht ist, ist die toxische Wirkung der Biomineralisierung bzw. der Anreicherung von Mineralien wie Hämatit in Gehirnzellen.
Eisen liegt als geladene Ionenform im Hämoglobin vor und ist eine praktische Möglichkeit, Sauerstoff durch den Körper zu transportieren. Und nur wenige Orte sind so dringend auf Sauerstoff angewiesen wie das menschliche Gehirn.
Sobald Eisen jedoch von seinen Proteinfesseln befreit ist, zeigt es seine böse Seite, die sogenannte „seine“. labile Form Dabei entstehen reaktive Sauerstoffspezies, die die empfindliche Biochemie zerstören und Zellen zerstören.
Es wurden hohe Werte an labilem Eisen festgestellt mit neurodegenerativen Erkrankungen verbunden wie früher Alzheimer. Ebenso ist Kupfer ein weiteres Mineral, das normalerweise sicher in einem Protein enthalten ist durchaus fähig unser Gehirn in labiler Form durcheinander zu bringen.
Um ein umfassenderes Bild davon zu erhalten, wie diese beiden Metalle an Demenz beteiligt sein könnten, suchte ein Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern der Keele University im Vereinigten Königreich nach Anzeichen von Eisen und Kupfer in in Harz eingebetteten Amyloid-Plaque-Kernen, die von zwei Alzheimer-Patienten gespendet wurden.
Die Röntgenstrahlen, die das Forschungsteam zur Analyse der Plaques verwendete, ermöglichten es ihnen, ein Gefühl für die Größe und Form der Klumpen zu bekommen und gleichzeitig die Identität der darin enthaltenen Mineralien zu enthüllen.
Sie entdeckten nicht nur Ansammlungen von Eisen und Kupfer, sondern diese Metalle lagen auch in elementarer Form vor und bildeten im Wesentlichen winzige Ablagerungen, die tief im Inneren der Amyloid-Plaques vergraben waren. Darüber hinaus konnte das Team einiges über die Fähigkeit der Metalle sagen, mit anderen Substanzen zu reagieren.
Obwohl sie sich in einem relativ unreaktiven Zustand befinden und kaum einen Bruchteil eines Mikrometers breit sind, wären die Oberflächen dieser Nuggets nicht besonders stabil und bergen die Gefahr, dass sie sich in feindliche Formen verwandeln, die reagieren und das umgebende Neuron schädigen könnten.
Angesichts der Anzeichen dieser ionisierten Zustände, die in der Nähe der Nuggets entdeckt wurden, gibt es allen Grund zu der Annahme, dass sie durchaus eine Rolle bei der Entzündung und sogar beim Absterben der Zellen spielen könnten.
Ansammlungen von Eisen als magnetischem Mineral Magnetit wurden bereits früher in Bakterien und einigen anderen Tierarten gefunden. Sie haben wurde auch schon einmal gefunden in Obduktionen von menschlichem Gehirngewebe.
Dies ist jedoch das erste Mal, dass jemand winzige Kupferstücke in elementarer Form im Inneren menschlicher Neuronen entdeckt hat.
Was das genau bedeutet, wird davon abhängen, was zukünftige Studien ergeben. Auch wenn es keinen neuen Behandlungsweg darstellt, bietet es möglicherweise Einblicke in Möglichkeiten, Alzheimer noch früher zu diagnostizieren oder auseinander ziehen die verschiedenen Möglichkeiten, wie es voranschreiten könnte.
Da die Prävalenz der Krankheit mit der zunehmenden Alterung der Weltbevölkerung zunehmen wird, wird es wichtiger denn je, zu verstehen, wie sich Alzheimer entwickelt.
Wir werden jede Menge Informationen brauchen, die wir in die Finger bekommen können, egal wie klein sie auch sein mögen.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte .