Richard Bazinet und Mackenzie Smith. Bildnachweis: University of Toronto
Forscher der University of Toronto haben herausgefunden, dass Palmitinsäure, eines der häufigsten Fette in menschlicher Milch, Fleisch und Milchprodukten, von der Leber hergestellt und an das sich entwickelnde Gehirn gesendet wird, wenn sie in der Nahrung zu wenig davon enthält.
Die präklinischen Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung von Palmitinsäure für die Gesundheit des Gehirns und weisen darauf hin, dass mehr Forschung zur Senkung ihres Gehalts in Säuglingsanfangsnahrung erforderlich ist – ein Schritt, den einige Hersteller kürzlich unternommen haben, um die Kosten zu senken und die Ernte von Palmen zu begrenzen, die a Hauptquelle für Palmitinsäure.
„Als wir den Palmitinsäurespiegel in der Ernährung von sich entwickelnden Mäusen änderten, hatte das keinerlei Auswirkungen auf das Gehirn“, sagte Richard Bazinet, Hauptforscher der Studie, Professor und stellvertretender Lehrstuhlinhaber für Ernährungswissenschaften an der U of T's Temerty Medizinische Fakultät.
„Die Ergebnisse waren überraschend, denn wenn man einen Lipidgehalt in der Nahrung senkt, sinkt dieser normalerweise auch im Gehirn. Aber hier konnte die Leber die Produktion hochregulieren, um sicherzustellen, dass das Gehirn genug davon bekommt, trotz extremer Unterschiede in der Nahrungsaufnahme.“
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.
Palmitinsäure ist ein gesättigtes Fett, das die Gesundheit des Gehirns über die gesamte Lebensspanne hinweg auf verschiedene Weise unterstützt. Es trägt zur Struktur und Funktion der Myelinhülle bei, die neuronale Verbindungen isoliert und als Vorstufe für Moleküle fungiert, die Entzündungen regulieren und Zellsignale fördern.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass Menschen und andere Säugetiere Palmitinsäure aus der Nahrung aufnehmen oder sie in einem Prozess namens De-novo-Lipogenese erzeugen können, für dessen Synthese hauptsächlich Glukose erforderlich ist. Es ist viel weniger darüber bekannt, auf welche Quelle der Körper in Bezug auf die Ernährung und in verschiedenen Wachstums- und Reifestadien angewiesen ist.
Bazinet sagte, die Studienergebnisse unterstreichen die Bedeutung von Palmitinsäure für die Gesundheit des Gehirns in allen Stadien, insbesondere aber während der Entwicklung, wenn der Bedarf an Fett am höchsten zu sein scheint.
„Es ist interessant, dass das Gehirn zwar Palmitinsäure produzieren kann, die Leber diese jedoch stark hochreguliert. Diese systemischen Redundanzen sind eingebaut, sodass der Körper kein Risiko eingeht, nicht genug zu bekommen“, sagte Bazinet, der ebenfalls Forscher ist am Joannah & Brian Lawson Center for Child Nutrition der U of T.
Die Ergebnisse sollten Herstellern, die die Menge an Palmitinsäure in Säuglingsnahrung reduzieren möchten, Anlass zum Nachdenken geben, sagte Mackenzie Smith, die Erstautorin der Studie und Doktorandin im Bazinet-Labor.
„Es ist möglich, dass wir die Mengen in der Formel senken können, was sich positiv auf die Umwelt auswirken könnte, aber wir kennen die möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit noch nicht“, sagte Smith. „Gibt es Auswirkungen auf das Verhalten oder die Entwicklung, wenn die Leber so viel produziert? Könnte es negative Auswirkungen auf die Leber haben?“
Smith stellte außerdem fest, dass selbst bei Mäusen, die über die Nahrung die geringste Menge an Palmitinsäure erhielten, der Fettgehalt immer noch höher war als von einigen Herstellern von Säuglingsnahrung angestrebt. Diese Diskrepanz ergänze die Begründung für weitere präklinische Studien sowie Forschung am Menschen, sagte Smith.
Um die Quelle der Palmitinsäure im Gehirn sich entwickelnder Mäuse aufzudecken, wandten die Forscher eine neue Kohlenstoffisotopentechnik an. Isotope sind verschiedene Versionen desselben chemischen Elements, die sich in ihrer Masse geringfügig unterscheiden; Für ihre Studie stützten sich die Forscher auf natürliche Unterschiede in den Kohlenstoffisotopenverhältnissen in der Umwelt, basierend darauf, wie Pflanzen Kohlenstoff bei der Photosynthese absorbieren.
„Die meisten Pflanzen nutzen den gleichen Weg, um Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu binden, und haben das gleiche Kohlenstoffverhältnis, aber Zucker wie Mais und Zuckerrohr – aus denen die Leber Palmitinsäure erzeugt – haben ein anderes Verhältnis“, sagte Smith.
Im Gehirn von Mäusen deutete eine abgereicherte Kohlenstoffverhältnissignatur auf eine Nahrungsquelle für Palmitinsäure hin, sagte Smith, wohingegen eine angereicherte Signatur auf eine De-novo-Lipogenese hinwies, sagte Smith.
Die Forscher konnten diese Signaturen in vielen Stadien der Mausentwicklung verfolgen und feststellen, dass die Leber die Hauptquelle für Palmitinsäure im sich entwickelnden Gehirn war – ein Ergebnis, das sie durch die Untersuchung von Veränderungen in der Genetik bestätigten.
Der Ansatz eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten. „Im Gegensatz zu herkömmlichen radioaktiven Tracern, die sehr teuer sind, ermöglicht diese neue Technik ein kostengünstiges und langfristiges Studiendesign“, sagte Smith.
Forscher im Bazinet-Labor wenden die gleiche Technik nun an Gewebe aus erwachsenen menschlichen Gehirnen an, um auf den Ergebnissen der aktuellen Studie aufzubauen. Und die Methode könnte eine neue Möglichkeit bieten, die Nahrungsquellen anderer Fette und Nährstoffe zu messen und zu verfolgen, sagte Bazinet.
„Ernährungsforscher verlassen sich oft darauf, dass Menschen ihre Nahrungsaufnahme melden, was zu unzuverlässigen Daten führen kann“, sagte Bazinet. „Diesen Problemen könnte möglicherweise mit dieser Art von Technologie begegnet werden, um beispielsweise die Quelle und Menge des zugesetzten Zuckers zu verfolgen. Das könnte für die Ernährungswissenschaft sehr fruchtbar sein.“
Mehr Informationen:
Mackenzie E. Smith et al., Hochregulierte hepatische Lipogenese aus Nahrungszuckern als Reaktion auf eine Fütterung mit niedrigem Palmitatgehalt liefert Hirnpalmitat, Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-023-44388-4
Zur Verfügung gestellt von der University of Toronto
Zitat: Die Leber kann Palmitinsäure erzeugen, um die Gesundheit des Gehirns zu erhalten, legt eine Studie nahe (2024, 20. Januar), abgerufen am 21. Januar 2024 von https://medicalxpress.com/news/2024-01-liver-generate-palmitic-acid-brain.html
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