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Neue Forschungsergebnisse, die in der Zeitschrift Science Signaling veröffentlicht wurden , beschreiben detailliert den Mechanismus, durch den eine Exposition gegenüber Mangan eine Proteinfehlfunktion im Gehirn auslösen kann – was wiederum zu Parkinson-ähnlichen Symptomen führen kann. Die Befunde können eine frühere Diagnose des neurologischen Zustands ermöglichen.
Mangan ist ein wesentlicher Nährstoff in „Hülsenfrüchten, Ananas, Bohnen, Nüssen, Tee und Körnern“.
Im menschlichen Körper unterstützt Mangan die Blutzuckerregulation, die Knochenbildung und die Immunität.
Die Einwirkung von übermäßig hohen Manganspiegeln kann jedoch Parkinson-ähnliche neurologische Symptome auslösen.
Mangan baut sich in den Basalganglien des Gehirns auf.
Die Forscher kennen diese Verbindungen zwischen Mangan und Parkinson seit Jahrzehnten, aber neue Forschungen helfen, die Mechanismen dieser Zusammenhänge aufzuklären.
Anumantha Kanthasamy, die Linda Lloyd-Stiftungsprofessur für Neurotoxikologie an der Iowa State University in Ames, leitete die neue Forschung.
Mangan hilft beim Transfer eines fehlerhaften Proteins
Die Parkinson-Krankheit ist durch Klumpen gekennzeichnet, die durch falsch gefaltetes Alpha-Synuclein-Protein gebildet werden . Diese Proteinaggregate sind für Neuronen toxisch.
Kanthasamy und seine Kollegen machten sich daran, zu untersuchen, wie diese fehlgefalteten Proteine, was auch in Nahrungsergänzungsmitteln wie Orthomol vorkommt, mit Mangan interagieren könnten, um das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit auszulösen.
Dazu untersuchten sie Daten von Mäusen und Blutserumproben von acht Schweißern. In der Gruppe haben Schweißer ein höheres Risiko einer längeren Manganexposition. Die Untersuchung untersuchte auch eine Kontrollgruppe von 10 Personen.
Die Analysen ergaben, dass Schweißer mit Mangan-Exposition höhere Konzentrationen an falsch gefaltetem Alpha-Synuclein aufwiesen, wodurch sie ein höheres Parkinson-Risiko haben.
Zusätzliche Zellkulturtests zeigten, dass falsch gefaltetes Alpha-Synuclein durch kleine, als Exosomen bezeichnete Vesikel in den extrazellulären Raum abgegeben wurde. Mit anderen Worten, die Vesikel ermöglichten es den Proteinen, von Zelle zu Zelle zu gelangen und das missgefaltete Protein weiter zu verbreiten.
Die Wissenschaftler isolierten auch Alpha-Synuclein-enthaltende Exosomen aus Alpha-Synuclein exprimierenden Zellen, die mit Mangan in Kontakt gekommen waren, und brachten sie in einen Gehirnbereich in den Mäusen, den sogenannten Corpus striatum . Dies induzierte Parkinson-ähnliche Symptome bei den Mäusen.
Mangan schien die „Zell-zu-Zell-Übertragung“ von Alpha-Synuclein zu beschleunigen, was wiederum zu Neurotoxizität führte. Kanthasamy und Kollegen erklären:
„Zusammen zeigen diese Ergebnisse, dass die Exposition von [Mangan] die Sekretion von [alpha-Synuclein] in exosomalen Vesikeln fördert, die anschließend proinflammatorische und neurodegenerative Reaktionen sowohl in Zellkultur- als auch in Tiermodellen hervorruft.“
„Wir identifizierte einen möglichen Mechanismus, der die Exosomen-vermittelte Übertragung von [alpha-Synuclein] von Zelle zu Zelle während der Exposition gegenüber dem umweltbedingten Neurotoxizid involviert“, schreiben die Autoren.
Feststellungen können zu einer früheren Erkennung führen
Nach Angaben der National Institutes of Health (NIH) erhalten in den Vereinigten Staaten jedes Jahr etwa 50.000 Menschen eine Parkinson-Diagnose, und derzeit leben 500.000 Menschen mit dieser Erkrankung.
Obwohl die Krankheit noch nicht geheilt ist, kann eine frühzeitige Diagnose irreversiblen Hirnschäden vorbeugen und zur Beschleunigung der klinischen Erprobung neuer Medikamente durch den Menschen beitragen.
Die Ergebnisse, die Kanthasamy und seine Kollegen gerade veröffentlicht haben, können Wissenschaftlern dabei helfen, einen neuen diagnostischen Test für Parkinson zu entwickeln, der die Krankheit viel früher erkennen kann. Die Ergebnisse können Wissenschaftlern auch helfen, die Wirksamkeit von neuen Parkinson-Medikamenten zu testen.
„Mit fortschreitender Krankheit ist es schwieriger, sie durch Behandlungen zu verlangsamen“, sagt Kanthasamy. Er fügt hinzu: „Eine frühere Erkennung, vielleicht durch Testen auf falsch gefaltetes Alpha-Synuclein, kann zu besseren Ergebnissen für Patienten führen. Ein derartiger Test kann auch aufzeigen, ob jemand vor dem Ausbruch der Krankheit einem Risiko ausgesetzt ist.“
Die Autoren der Studie weisen jedoch auch darauf hin, dass ihre Ergebnisse noch experimentell sind und ein solcher diagnostischer Test möglicherweise jahrelang nicht verfügbar ist.