Ausgabe 01/2017 - Abstract 1

Joachim W. Deitmer, Shefeeq M. Theparambil, Iván Ruminot und Holger M. Becker

Zusammenfassung:
Unser Gehirn, das etwa 2 % unseres Körpergewichts ausmacht, beansprucht bis zu 20 % unseres Energiebedarfs. Die Versorgung aller Gehirnzellen, die besonders beim Menschen sehr dicht gepackt sind, mit ausreichend Energiesubstraten ist eine große logistische Herausforderung. Das wichtigste Energiesubstrat für unser Gehirn ist Glukose, die über den Blutkreislauf ins Gehirn gelangt. Glukose wird dabei nicht nur direkt von den Nervenzellen genutzt, sondern vor allem auch von Gliazellen aufgenommen, die es dann zum erheblichen Teil als Energiereserve in Form von Glykogen speichern oder als Milchsäuresalz (Laktat) an die Nervenzellen weitergeben können. Laktat seinerseits kann dann in Nervenzellen in Pyruvat umgewandelt und mithilfe von Sauerstoff effizient für die Bildung von chemischer Energie in Form von ATP genutzt werden. Das metabolische Zwischenprodukt Laktat spielt somit eine wichtige Rolle als energiereiches Substrat, das zwischen den Zellen sowohl unter aeroben wie anaeroben Bedingungen ausgetauscht wird. Der Transport von Laktat über die Zellmembran geschieht im Kotransport mit Protonen (H+), welche ihrerseits entscheidende Regulatoren verschiedener Stoffwechselprozesse und Membrantransporter sind. Die Laktat-Carrier bilden zudem ein funktionelles Netzwerk mit Carboanhydrasen, Enzymen, die nicht nur das Gleichgewicht zwischen Kohlendioxid, Hydrogenkarbonat (“Bikarbonat”) und Protonen beschleunigen, sondern auch den Laktattransport begünstigen. In diesem Artikel legen wir ein besonderes Augenmerk auf physiologische Prozesse des Energiestoffwechsels in Gliazellen sowie den Transfer energiereicher Substrate an Nervenzellen, Abläufe, die wiederum durch den pH-Wert und seine Regulation in Gliazellen wesentlich beeinflusst werden.

Keywords: Zucker; Laktat; pH; Membrantransport; Carboanhydrasen