Entscheidende Rolle von Vitamin D bei der dopaminergen Funktion und Schizophrenie

Zusammenfassung: Neurowissenschaftler haben herausgefunden, wie sich ein Vitamin-D-Mangel auf die Entwicklung von Neuronen auswirkt und zu Erkrankungen wie Schizophrenie beiträgt.

Mithilfe innovativer Technologien konnten sie beobachten, dass ein Vitamin-D-Mangel nicht nur die Entwicklung von Neuronen verändert, sondern auch den Mechanismus der Dopaminausschüttung im Gehirn beeinflusst. Sie fanden heraus, dass die Dopaminfreisetzung in Zellen, die in Gegenwart von Vitamin D kultiviert wurden, im Vergleich zu einer Kontrolle verbessert war.

Diese Studie bestätigt die Bedeutung von Vitamin D für die strukturelle Differenzierung dopaminerger Neuronen und legt nahe, dass ein mütterlicher Vitamin-D-Mangel die Bildung früher Dopaminkreisläufe verändern kann.

Wichtige Fakten:

1. Das Forschungsteam zeigte, dass ein Vitamin-D-Mangel die Wachstumsmechanismen und die Dopaminsekretion in Dopaminneuronen beeinflusst.
2. Sie fanden heraus, dass die Dopaminfreisetzung in Zellen, die in Gegenwart des Vitamin-D-Hormons kultiviert wurden, im Vergleich zu einer Kontrolle verbessert war.
3. Die Studie geht davon aus, dass frühe Veränderungen in der Differenzierung dopaminerger Neuronen aufgrund eines Vitamin-D-Mangels der neurologische Entwicklungsgrund für eine Dopamin-Dysfunktion bei Erwachsenen sein könnten, die eine Schizophrenie entwickeln.

Quelle: Universität von Queensland

Neurowissenschaftler der University of Queensland haben mithilfe einer neuen Technik herausgefunden, wie sich ein Vitamin-D-Mangel auf die Entwicklung von Neuronen bei Schizophrenie auswirkt.

Der Artikel wurde veröffentlicht in Zeitschrift für Neurochemie.

Professor Darrell Iles baute auf früheren Forschungen außerhalb seines Labors am Queensland Brain Institute auf, bei denen ein Vitamin-D-Mangel bei Müttern mit Störungen der Gehirnentwicklung wie Schizophrenie in Verbindung gebracht wurde, um die funktionellen Veränderungen im Gehirn zu verstehen.

Schizophrenie ist mit vielen genetischen und umweltbedingten Risikofaktoren für die Entwicklung verbunden. Während die genauen neurologischen Ursachen der Störung nicht bekannt sind, ist bekannt, dass Schizophrenie mit einer deutlichen Veränderung in der Art und Weise einhergeht, wie das Gehirn Dopamin verwendet, den Neurotransmitter, der oft als „Belohnungsmolekül“ des Gehirns bezeichnet wird.

Professor Ailes untersuchte Mechanismen, die mit einer abnormalen Dopaminsekretion zusammenhängen könnten, und entdeckte, dass ein mütterlicher Vitamin-D-Mangel die frühe Entwicklung und spätere Differenzierung dopaminerger Neuronen beeinflusst.

Das Team am Queensland Brain Institute entwickelte dopaminähnliche Zellen, um den Differenzierungsprozess in frühen dopaminergen Neuronen nachzubilden, der normalerweise während der Embryonalentwicklung abläuft.

Sie transplantierten Neuronen sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit des aktiven Vitamin-D-Hormons. In drei verschiedenen Modellregimen wurde gezeigt, dass sie das Wachstum dopaminerger Neuriten signifikant steigern. Anschließend zeigten sie Veränderungen in der Verteilung präsynaptischer Proteine, die für die Dopaminfreisetzung innerhalb dieser Neuronen verantwortlich sind.

„Wir haben herausgefunden, dass der veränderte Differenzierungsprozess in Gegenwart von Vitamin D nicht nur dazu führt, dass Zellen anders wachsen, sondern auch einen Mechanismus aktiviert, der Dopamin anders freisetzt“, sagte Professor Iles.

Mithilfe eines neuen Visualisierungstools namens pseudofluoreszierender Neurotransmitter kann das Team anschließend funktionelle Veränderungen der präsynaptischen Dopaminaufnahme und -freisetzung in Gegenwart und Abwesenheit von Vitamin D analysieren.

Sie zeigten, dass die Dopaminsekretion in Zellen, die in Gegenwart des Hormons kultiviert wurden, im Vergleich zu einer Kontrolle verbessert war.

„Dies ist ein endgültiger Beweis dafür, dass Vitamin D die strukturelle Differenzierung dopaminerger Neuronen beeinflusst.“

Durch die Nutzung der Fortschritte bei der gezielten Erfassung und Visualisierung einzelner Moleküle in den Enden präsynaptischer Nerven konnten Professor Iles und sein Team ihrer seit langem vertretenen Überzeugung nachgehen, dass ein mütterlicher Vitamin-D-Mangel die Bildung früher Dopaminschaltkreise verändert.

Das Team untersucht nun, ob andere umweltbedingte Risikofaktoren für Schizophrenie, wie mütterliche Hypoxie oder Infektionen, den Differenzierungsweg von Dopamin-Neuronen in ähnlicher Weise verändern.

Iles und sein Team glauben, dass solche frühen Veränderungen in der Differenzierung und Funktion von Dopamin-Neuronen der neurologische Entwicklungsgrund für spätere Dopamin-Dysfunktionen bei Erwachsenen sein könnten, die eine Schizophrenie entwickeln.

Über diese Neuigkeiten aus der Neurowissenschaft und der psychischen Gesundheitsforschung

Autor: Daryl-Inseln
Quelle: Universität von Queensland
Kommunikation: Darrell Isles – Universität von Queensland
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: offener Zugang.
„Vitamin D: ein wirksamer Regulator der Differenzierung und Funktion dopaminerger NeuronenVon Renata Aparecida, Nedel Bertil et al. Zeitschrift für Neurochemie

eine Zusammenfassung

Vitamin D: ein wirksamer Regulator der Differenzierung und Funktion dopaminerger Neuronen

Vitamin D wurde als Schlüsselfaktor bei der dopaminergen Neurogenese und Differenzierung identifiziert. Daher wurde ein entwicklungsbedingter Vitamin-D-Mangel (DVD) mit abnormalen Dopamin-Signalstörungen mit neurologischer Entwicklungsbasis wie Schizophrenie in Verbindung gebracht.

Hier liefern wir weitere Beweise für die Rolle von Vitamin D als Vermittler der dopaminergen Entwicklung, indem wir zeigen, dass es das Neuritenwachstum, die Neuritenverzweigung, die präsynaptische Proteinumverteilung, die Dopaminproduktion und die funktionelle Sekretion in verschiedenen In-vitro-Modellen der dopaminergen Zellentwicklung, einschließlich SH-SY5Y, steigert Zellen, mesenzephale Primärkulturen und mesenzephales Co-Agro/Striatum.

Diese Studie identifiziert weiterhin Vitamin D als wichtigen Differenzierungsfaktor für die Entwicklung von Dopamin-Neuronen und zeigt nun zum ersten Mal, dass eine chronische Exposition gegenüber dem aktiven Hormon Vitamin D die Fähigkeit sich entwickelnder Neuronen zur Freisetzung von Dopamin erhöht.

Diese Studie hat auch Auswirkungen auf das Verständnis der Mechanismen, die dem Zusammenhang zwischen DVD-Mangel und Schizophrenie zugrunde liegen.