Gehirn investiert große Mengen an Energie in "Haushaltsarbeiten"

US-Wissenschaftler haben den Energiebedarf von Gehirnen untersucht.

Im ganzen Körper und daher auch im Gehirn dient allen Zellen Adenosintriphosphat (ATP) als Energieträger, der im Gehirn vor allem von den Mitochondrien hergestellt wird. Das Gehirn verbraucht bekanntlich wesentlich mehr Energie als jedes andere Organ und benötigt bis zu 20 Prozent der gesamten Energie.

Um zu sehen, für welche Zwecke das Gehirn so viel Energie benötigt, haben Wissenschaftler der University of Minnesota Medical School und der Washington University School of Medicine, so berichten sie in den Proceedings of the National Academy of Sciences, mit dem bildgebenden Verfahren der Magnetresonanztomographie (MRT) die Konzentration der drei Phosphor-Atome des ATP-Moleküls in Rattenhirnen gemessen. Die Rattengehirne wurden dazu "in vivo" gescannt, während die Ratten entweder leicht anästhetisiert oder mit Pentobarbital so stark betäubt wurden, dass vom EEG keine Hirnwellen mehr aufgezeichnet wurden.

Natürlich wird weniger ATP im Gehirn erzeugt, wenn dort weitgehend Inaktivität herrscht. Gleichwohl ist die Aktivität nur um 50 Prozent weniger, als wenn die Ratten nur leicht betäubt sind. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass die Energie weitgehend der Aufrechterhaltung der Zellen dient, während mit zunehmender Wachheit das zusätzliche produzierte ATP anderen Gehirnfunktionen zugute kommt. Wenn das Gehirn wach ist, schätzen die Wissenschaftler, dann sinkt der "Housekeeping"-Anteil auf 35 Prozent. Dieser bleibt wach oder betäubt wichtig, weil so der Austausch der Ionen durch die Zellmembranen aufrechterhalten wird und die Neuronen imstande bleiben, erneut zu feuern.