Geef de hersenen meer energie*
De hersenen gebruiken ongeveer 20 tot 30% van de voor de het lichaam benodigde energie. Als gevolg van het ouder worden en bij hersenaandoeningen of bij psychische stress kan de energievoorziening naar de hersenen gestoord zijn en moeten de hersenen gebruik maken van hun reserve wat op zijn beurt weer kan leiden tot
cognitieve achteruitgang en
geheugenverlies. Uit een studie weliswaar nog met muizen blijkt dat dagelijks een supplement met
pyruvaat de energiereserve in de hersenen weer kan aanvullen en zo kan zorgen voor betere cognitieve functies, een beter geheugen en voor positieve gedragsveranderingen. De 800 mg die de muizen per dag kregen betekent wel voor mensen ca. 10 gram
pyruvaat per dag. Aanvullende studies met mensen zijn volgens de onderzoekers gewenst omdat deze positieve resultaten veel hoop geven doch alleen nog maar bij muizen gezien zijn.
De studie.
(Mei 2016)
Re-energizing the aging brain
The human brain has a prodigious demand for energy -- 20 to 30% of the body's energy budget. In the course of normal aging, in people with neurodegenerative diseases or mental disorders, or in periods of physiological stress, the supply of sugars to the brain may be reduced. This leads to a reduction in the brain's energy reserves, which in turn can lead to cognitive decline and loss of memory.
But new research on mice shows that the brain's energy reserves can be increased with a daily dose of pyruvate, a small energy-rich molecule that sits at the hub of most of the energy pathways inside the cell. These results need to be replicated in human subjects, but could ultimately lead to clinical applications.
"In our new study, we show that long-term dietary supplementation with pyruvate increases the energy reserves in the brain, at least in mice, in the form of the molecules glycogen, creatine and lactate," says lead author Heikki Tanila, Professor of Molecular Neurobiology at the A. I. Virtanen Institute of the University of Eastern Finland.
What's more, dietary supplementation with pyruvate didn't only increase the brain's energy stores: it also changed the behavior of the mice in positive ways, show the researchers.
"The mice became more energetic and increased their explorative activity. It appears that these behavioral changes are directly due to the effect of pyruvate on brain function, since we didn't find that these mice had developed greater muscle force or endurance," says Tanila.
For example, chronic supplementation with pyruvate facilitated the spatial learning of middle-aged (6- to 12-months-old) mice, made them more interested in the odor of unfamiliar mice, and stimulated them to perform so-called "rearing", an exploratory behavior where mice stand on their hind legs and investigate their surroundings.
The dose necessary to achieve these effects was about 800 mg pyruvate per day - which corresponds to about 10 g per day in humans -- given to the mice in normal chow over a period of 2.5 to 6 months. A single large dose of pyruvate injected directly into the blood stream had no detectable effect.
Interestingly, the positive response to dietary supplementation with pyruvate was also found in a strain of transgenic mice called APPswe/PS1dE9, often used as an animal model for the study of Alzheimer's disease. These mice exhibit many of the same symptoms as people with Alzheimer's, such as the deposition of protein plaques in the brain, neurodegeneration, and cognitive decline. These results raise hopes that pyruvate might also benefit people with neurodegenerative disorders such as Alzheimer's and Parkinson's.
"Pyruvate supplementation may prove beneficial as an activating treatment for the elderly and in therapies for alleviating cognitive decline due to aging, neurodegenerative disease, or mental disorders. It is well tolerated and warrants further studies in humans," says Tanila.
The study, which was supported by the Alzheimer Association, is published in the open-access journal Frontiers in Aging Neuroscience.
Chronic Pyruvate Supplementation Increases Exploratory Activity and Brain Energy Reserves in Young and Middle-Aged Mice
Hennariikka Koivisto, Henri Leinonen, Mari Puurula, Hani Sayed Hafez, Glenda Alquicer Barrera, Malin H. Stridh, Helle S. Waagepetersen, Mika Tiainen, Pasi Soininen, Yuri Zilberter and Heikki Tanila
Frontiers in Aging Neuroscience
DOI. 10.3389/fnagi.2016.00041
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Re-bekrachtigen van de ouder wordende hersenen
Het menselijk brein heeft een wonderbaarlijke energievraag - 20 tot 30% van energiebudget het lichaam. Tijdens normale veroudering bij mensen met neurodegeneratieve ziekten of psychische stoornissen, of in perioden van fysiologische stress, de levering van suikers naar de hersenen kan worden verminderd. Dit leidt tot een vermindering van de energiereserves van de hersenen, wat weer kan leiden tot cognitieve achteruitgang en geheugenverlies.
Maar nieuw onderzoek op muizen blijkt dat energievoorraden de hersenen kan worden verhoogd met een dagelijkse dosis van pyruvaat, een kleine energierijke molecule die zit op de hub van de meeste energiebanen in de cel. Deze resultaten moeten worden herhaald bij menselijke proefpersonen, maar zou uiteindelijk kunnen leiden tot klinische toepassingen.
"In onze nieuwe studie tonen we aan dat voedingssupplementen langdurig met pyruvaat verhoogt de energiereserves in de hersenen, althans in muizen, in de vorm van de moleculen glycogeen, creatine en lactaat," zegt eerste auteur Heikki Tanila, Professor moleculaire Neurobiologie aan de AI Virtanen Instituut van de Universiteit van Oost-Finland.
Wat meer is, de voeding suppletie met pyruvaat niet alleen maar toenemen van de hersenen energie slaat: hij veranderde ook het gedrag van de muizen op een positieve manier, tonen de onderzoekers.
"De muizen werden energieker en verhoogden hun exploratieve activiteit. Het blijkt dat deze gedragsveranderingen zijn rechtstreeks gevolg van het effect van pyruvaat op de hersenfunctie, omdat we niet vinden dat deze muizen een grotere spierkracht en uithoudingsvermogen had ontwikkeld," zegt Tanila .
Bijvoorbeeld chronische suppletie met pyruvaat vergemakkelijkt het ruimtelijk leren van middelbare leeftijd (6 tot 12 maanden oud) muizen, maakte ze meer geïnteresseerd in de geur van onbekende muizen en gestimuleerd hun prestaties zogenaamde "fokken" een verkennend gedrag waar de muizen staan op hun achterpoten en onderzoeken hun omgeving.
De dosis nodig om deze effecten te bereiken was ongeveer 800 mg per dag pyruvaat - wat overeenkomt met ongeveer 10 g per dag bij de mens - aan de muizen in normale voer over een periode van 2,5 tot 6 maanden. Een enkele grote dosis pyruvaat direct geïnjecteerd in de bloedstroom hadden geen detecteerbaar effect.
Interessant is dat de positieve reacties op voedingssupplementen met pyruvaat ook in een stam van transgene muizen genoemd APPswe / PS1dE9, vaak gebruikt als diermodel voor de studie van de ziekte van Alzheimer. Deze muizen vertonen veel van dezelfde symptomen als mensen met de ziekte van Alzheimer, zoals de afzetting van eiwit plaques in de hersenen, neurodegeneratie en cognitieve achteruitgang. Deze resultaten verhogen hoopt dat pyruvaat ook mensen kunnen profiteren van neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson.
"Pyruvaat supplementen kan gunstig zijn als een activerende behandeling voor ouderen en in therapieën voor het verlichten van cognitieve achteruitgang als gevolg van veroudering, neurodegeneratieve ziekte of psychische stoornissen te bewijzen. Het is goed verdragen en warrants verdere studies bij de mens," zegt Tanila.
De studie, die werd gesteund door de Alzheimer's Association, is gepubliceerd in het open-access tijdschrift Frontiers in Aging Neuroscience.
Reacties: