Einleitung
Die Forschung der letzten Jahre hat zunehmend die Bedeutung der Ernährung für die psychische Gesundheit hervorgehoben. Insbesondere Proteine, die Bausteine des Lebens, spielen eine entscheidende Rolle für das Nervensystem und die mentale Leistungsfähigkeit. Dieser Artikel beleuchtet, wie Proteine die Nerven stärken können, basierend auf aktuellen Studien und wissenschaftlichen Erkenntnissen.
Neuritin 1 und Melanomentstehung
Wissenschaftler der Universität Erlangen-Nürnberg untersuchen die Bedeutung des Proteins Neuritin 1 für die Entstehung von Melanomen. Neuritin 1 gehört zu den Neurotrophinen, einer Gruppe von Proteinen, die als Wachstumsfaktoren im Nervensystem fungieren. Eine übermäßige Produktion und Abgabe dieser Proteine kann zur Krebsentstehung beitragen, beispielsweise bei Gehirntumoren. Da embryonale Zellen des Gehirns und der Haut aus demselben Gewebe entstehen, vermuten die Forscher, dass Neuritin 1 auch bei bösartigen Veränderungen von Hautzellen eine Rolle spielt. Im Blut von Melanompatienten konnte Neuritin 1 bereits nachgewiesen werden. Die Forscher analysieren nun, wie dieses Protein das Tumorwachstum steuert, wie es mit seiner Umgebung kommuniziert und welchen Einfluss es auf die Metastasierung hat.
Verjüngende Wirkung von Proteinen auf das Gehirn
Bioinformatiker der Universität des Saarlandes und des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland haben in Zusammenarbeit mit der Stanford University ein Protein mit verjüngender Wirkung identifiziert, das den Prozess der abnehmenden Hirnleistung im Alter beeinflusst. Sie entdeckten das Signalprotein Fgf17, das zu einer Familie von zellulären Wachstums- und Entwicklungsfaktoren gehört. Dieses Protein dockt spezifisch an Rezeptoren der Gehirnzellen an, insbesondere an Oligodendrozyten, die für die elektrische Signalleitung der Neuronen unerlässlich sind. Das Protein führt zu einer teilweisen Umkehrung der Alterungsprozesse durch Reaktivierung von Oligodendrozyten und verbessert kognitive Schwächen.
Neurotrophe Faktoren: Schlüssel zur Neurogenese
Neurotrophe Faktoren sind Proteine, die zentrale Aufgaben bei der embryonalen und adulten Neurogenese haben. Sie kontrollieren, ob junge Nervenzellen überleben und sich in neuronale Netze integrieren oder durch Apoptose eliminiert werden. Zu den wichtigsten Neurotrophinen gehören der Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), der Nerve Growth Factor (NGF), das Neurotrophin 3 (NT-3) und das Neurotrophin 4/5. Diese Signalstoffe binden an membranständige Rezeptoren und beeinflussen Stoffwechselprozesse in den Nervenzellen. Neurotrophine sind nicht nur an der Neurogenese beteiligt, sondern fördern auch die Aussprossung beschädigter Nervenendigungen und spielen eine schützende Rolle bei neurologischen und neurodegenerativen Erkrankungen.
Neurogenese im Erwachsenenalter
Früher ging man davon aus, dass Neurogenese nur während der Embryonalentwicklung und in der frühen postnatalen Phase stattfindet. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass auch im Gehirn adulter Menschen neue Nervenzellen entstehen, insbesondere im Hippocampus und im Bulbus olfactorius. Die Teilungsrate adulter neuronaler Stammzellen wird von Neurotransmittern wie Serotonin und von Wachstumsfaktoren wie BDNF beeinflusst. Körperliche Aktivität und kognitive Anforderungen können die Neurogenese fördern.
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Therapeutische Anwendungen von Neurotrophinen
Neurotrophine spielen auch bei pathophysiologischen Vorgängen eine Rolle und bieten Ansätze für neue Therapiemöglichkeiten. Bei Multipler Sklerose wird Glatirameracetat eingesetzt, ein synthetisches Polymerisat, das dem Myelin-basischen Protein ähnelt. Laquinimod, ein weiterer Arzneistoff bei MS, triggert Immunzellen im zentralen Nervensystem, die BDNF produzieren und freisetzen. Bei Morbus Alzheimer wird die neuronale Plastizität durch Beta-Amyloide und ApoE4-Enzyme gestört. Neurologen versuchen, den Krankheitsprozess über eine tiefe Hirnstimulation des Nucleus basalis hinauszuzögern, um die Ausschüttung von Neurotrophinen zu fördern.
Die Rolle von Proteinen bei der Produktion von Neurotransmittern
Proteine bestehen aus Aminosäuren, die für die Produktion von Neurotransmittern unerlässlich sind. Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Signale im Nervensystem übertragen und wichtige Funktionen wie Muskelbewegung, Konzentration und Stimmung regulieren. Dopamin und Serotonin sind zwei wichtige Neurotransmitter, die maßgeblich die Stimmung beeinflussen.
Dopamin: Der "Wohlfühl"-Neurotransmitter
Dopamin spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Verhalten, Kognition, Bewegung, Motivation, Belohnung, Schlaf, Träumen, Stimmung, Gedächtnis und Lernen. Tyrosin und Vitamin B6 sind wichtige Bestandteile für die natürliche Dopaminproduktion. Tyrosin ist eine Aminosäure, die in proteinreichen Lebensmitteln wie Fleisch, Bohnen, Eiern, Soja und Milchprodukten vorkommt. Vitamin B6 ist ebenfalls in proteinreichen Lebensmitteln wie Kichererbsen, Rinderleber, Thunfisch und Lachs enthalten.
Serotonin: Stimmungsregulation und mehr
Serotonin ist ein Neurotransmitter, der ebenfalls stark an der Regulierung von Stimmung, Verhalten und Gedächtnis beteiligt ist. Es wirkt auf Rezeptoren im Gehirn, die uns helfen, Gedanken, Bewegungen, Energiehaushalt und Appetit zu verarbeiten. Natürliche Möglichkeiten zur Steigerung des Serotoninspiegels sind positives Denken, Sonnenlichtexposition und Bewegung.
Blutzuckerspiegel und psychische Gesundheit
Ein ausgeglichener Blutzuckerspiegel ist wichtig für die psychische Gesundheit. Wenn der Blutzuckerspiegel sinkt, können Symptome wie Reizbarkeit, Angst und Verwirrung auftreten. Um dies zu vermeiden, ist es wichtig, bei jeder Mahlzeit eine ausgewogene Mischung aus Makronährstoffen zu sich zu nehmen, insbesondere Proteine. Die Kombination von Proteinen, Fetten und ballaststoffreichen Kohlenhydraten sorgt dafür, dass der Körper die Kohlenhydrate langsam verarbeitet und in Energie umwandelt.
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Tipps zur Proteinaufnahme
- Frühstück: Proteinriegel, Kollagenpulver im Müsli oder Haferflocken, Milch oder Milchalternativen im Kaffee oder Tee, Proteinpfannkuchen.
- Mittag- und Abendessen: Rotes und mageres Fleisch im Salat oder Sandwich, vegetarische Proteinquellen wie Eier, Tofu, Seitan, Käse, Bohnen und Hülsenfrüchte.
- Schnelle Protein-Boosts: Smoothies mit Molke-, Kasein-, Ei-, Erbsen-, Hanf-, braunem Reis- oder pflanzlichen Proteinpulvern, Mahlzeitenersatzriegel oder Fertiggetränke.
- Proteinreiche Desserts: Backen mit proteinreichen Backmischungen, Zugabe von Kollagen zu Backmischungen.
Entzündungsprozesse im Gehirn
Alzheimer, Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen gehen mit Entzündungsprozessen im Gehirn einher. Tübinger Forschenden ist es gelungen, eine Gruppe von Eiweißen im Hirnwasser zu identifizieren, die Rückschlüsse auf solche Entzündungsvorgänge geben könnten. Diese Eiweiße könnten künftig als Biomarker helfen, Krankheitsprozesse besser zu verstehen und die Wirkung potenzieller Medikamente gegen diese Entzündungen zu testen.
Regeneration von Nervenfasern
Geschädigte Nervenfasern des Zentralnervensystems (ZNS) im Gehirn, Sehnerv oder Rückenmark sind normalerweise nicht regenerationsfähig. Forscher der RUB konnten zeigen, dass unter bestimmten Bedingungen in verletzten Nervenzellen des ZNS ein Protein gebildet wird, das bisher nur in Muskelzellen beschrieben wurde. Das Muscle-LIM-Protein trug in Versuchen zur Regeneration der verletzten Nerven bei.
CAPS1 und Stresshormone
Die Biologin Dina Speidel vom Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin hat einen bisher unbekannten Mechanismus gefunden, der die Speicherung und Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin reguliert. Auf chromaffinen Vesikeln entdeckte Speidel ein Protein, das für die Befüllung der Transportbläschen mit Adrenalin und Noradrenalin offensichtlich unentbehrlich ist. In genetisch veränderten Mäusen zeigte sich, dass bei Abwesenheit des als CAPS1 bezeichneten Proteins nur etwa die Hälfte aller chromaffinen Vesikel Adrenalin oder Noradrenalin enthält, die übrigen aber leer sind.
AMPA-Rezeptoren und Gedächtnisbildung
Ein Team um Dr. Jakob von Engelhardt nahm sogenannte AMPA-Rezeptoren in Augenschein, an die der Neurotransmitter „Glutamat“ bindet. Sie konzentrierten sich auf AMPA-Rezeptoren in einem Bereich des Gehirns, der den Haupteingang zum Hippokampus darstellt. Die Forscher widmeten sich zwei Eiweißmolekülen: „CKAMP44“ und „TARP Gamma-8“. Sie kommen gemeinsam mit den AMPA-Rezeptoren in den sogenannten Körnerzellen vor. Die Forscher stellten fest, dass die beiden Proteine den Transport von Glutamat-Rezeptoren an die Zelloberfläche fördern und die synaptische Kommunikation beeinflussen.
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