Studie: Vitamin D wichtig für Neuroplastizität des Gehirns

 

Studie: Vitamin D wichtig für Neuroplastizität des Gehirns

Vitamin D steuert die Erhaltung der perineuronalen Netze – einer Art Schutzgerüst um Neuronen. Ein Mangel führt zum Verlust neuronaler Verbindungen und der Lernfähigkeit.

Vitamin D ist ein essentielles Vitamin für die Gesundheit des Gehirns. Ein Vitamin-D-Mangel wird schon seit geraumer Zeit als Auslöser verschiedener psychischer und kognitiver Störungen wie Depression, Schizophrenie und Demenz diskutiert.

Während der Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Mangel und kognitiven Störungen mittlerweile gut etabliert ist, blieb bisher unklar, wie genau Vitamin D die Gehirnstruktur und -funktion beeinflusst.

Eine neue Studie hat nun einen neuen Mechanismus entdeckt, wie Vitamin D die Plastizität des Gehirns steuert:

Vitamin D ist offenbar nötig für den Erhalt der sogenannten perineuronalen Netze (PNNs), gerüstartige Netze aus Zucker und Proteinen, die bestimmte Zellkörper, Dendriten und Synapsen im zentralen Nervensystem umgeben. Die perineuronalen Netze liegen wie ein Gerüst um bestimmte Neuronen und stabilisieren dadurch die Kontakte, die diese Zellen mit anderen Neuronen knüpfen.

Versuche an Mäusen konnten nun zeigen, das ein Vitamin-D-Mangel nach etwa 20 Wochen zu einem  signifikanten Rückgang der Erinnerungs- und Lernfähigkeit führte. Gleichzeitig zeigte die Versuchsgruppe mit Vitamin D-Mangel im Hippocampus, der Hirnregion, die für die Gedächtnisbildung entscheidend ist, eine deutliche Reduktion der perineuronalen Netze und einen Rückgang in der Anzahl und Stärke der Verbindungen zwischen Neuronen in dieser Region.

Die Forscher vermuten, dass Vitamin D eine wichtige Rolle spielt, um perineuronale Netze stabil zu halten, und dass diese “Gerüste” bei einem Vitamin-D-Mangel durch Enzyme abgebaut werden.

Wenn Neuronen im Hippocampus ihre unterstützenden perineuronalen Netze verlieren, haben sie Schwierigkeiten, die Verbindungen aufrechtzuerhalten, was letztendlich zum Verlust der kognitiven Funktionen führt.

Interessanterweise war die rechte Seite des Hippocampus stärker von Vitamin D-Mangel betroffen als die linke Seite – ein Funktionsverlust in diesem Bereich könnte zur Entstehung von Schizophrenie, schweren Gedächtnisdefiziten und einer verzerrte Wahrnehmung der Realität führen.

Die Erkenntnis, dass die perineuronalen Netze offenbar auch in ausgewachsenen,  erwachsenen Mäusen durch Vitamin D dynamisch veränderbar sind, gibt laut Studienautoren auch Grund zur Hoffnung: Es könnte möglich sein, die PNNs wieder aufzubauen, was die Grundlage eines völlig neuen Behandlungsansatzes bilden könnte.

Studien

Mayne PE, Burne THJ (2019) Vitamin D in Synaptic Plasticity, Cognitive Function, and Neuropsychiatric Illness. Trends in Neurosciences. DOI: 10.1016/j.tins.2019.01.003
 
Al-Amin MM, Sullivan RKP, Kurniawan ND, Burne THJ (2019) Adult vitamin D deficiency disrupts hippocampal-dependent learning and structural brain connectivity in BALB/c mice. Brain Structure and Function. DOI: 10.1007/s00429-019-01840-w



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