Glucosemetabolisme in de hersenen

De menselijke hersenen maken slechts 2% van het lichaamsgewicht uit, maar verbruiken ongeveer 20% van de totale lichaamsglucose. Hieruit blijkt hoe cruciaal het glucosemetabolisme is voor de goede werking van neuronen en andere celtypes in de hersenen. Klassiek wordt glucose vooral gezien als een belangrijke brandstofbron voor het energie-intensieve proces van neuronale activiteit. Maar bij nadere analyse blijkt dat het glucosemetabolisme in de hersenen niet zo eenvoudig is en wellicht vele andere regulerende functies heeft dan alleen als energiebron. Verschillende celtypes van de hersenen brengen verschillende specifieke glucosetransporters tot expressie, die hen in staat stellen hun glucosemetabolisme op een zeer geïndividualiseerde wijze te reguleren. Dit doet de mogelijkheid rijzen dat het glucosemetabolisme in de hersenen ook andere belangrijke fysiologische relevantie kan hebben in specifieke celtypes met een verschillende fysiologie. Gezien deze bredere mogelijkheden zijn onderzoekers geïnteresseerd in inzicht in de regulerende betrokkenheid van het glucosemetabolisme bij andere vitale functies van de hersenen, zoals redoxbalans, neuronale plasticiteit, potentiëring op lange termijn, en leren en geheugen. Van verder belang is het begrijpen van de metabole sensing van genen die betrokken zijn bij neuronale plasticiteit. Als onderdeel van de ontwikkeling van een translationeel begrip van het glucosemetabolisme in de hersenen is het onderzoek ook gericht op de bestudering van de adaptieve en maladaptieve gevolgen van defecten in het glucosemetabolisme bij de ziekte van Alzheimer, die jaren voor we andere zichtbare symptomen zien zoals de afzetting van klitten/plaques en geheugenstoornissen, enz. bij AD-patiënten. Dit zal ons in staat stellen de belangrijkste therapeutica te vinden die zich richten op specifieke onderdelen van deze pathway, waardoor niet alleen de neuroprotectie zou kunnen toenemen maar ook de neuronale plasticiteit zou kunnen worden versterkt. Klassiek werd lactaat alleen beschouwd als een brandstofbron onder anaerobe omstandigheden. Maar vele recente bevindingen hebben aangetoond dat lactaat zelfs onder aerobe omstandigheden een belangrijke brandstofbron is voor neuronen. In het licht van de recente wetenschappelijke bevindingen lijkt de regulerende rol van lactaat in de hersenen veel breder te zijn dan alleen een energiebron. Onderzoekers zijn zeer geïnteresseerd in het begrijpen van de regulerende betrokkenheid van lactaat bij bepaalde vitale functies van neuronen anders dan energieproductie.