De ziekte van Parkinson is een neurologische aandoening die voornamelijk de motoriek van patiënten aantast. Tot voor kort was er weinig bekend over wat deze ziekte precies veroorzaakt, maar recent onderzoek heeft daar verandering in gebracht: het blijkt dat bepaalde hersencellen zoveel energie nodig hebben om beweging te controleren dat ze uitgeput raken.

Diep in de hersenen zit een klein hersengebiedje dat door zijn donkere kleur de substantia nigra, ofwel zwarte substantie wordt genoemd. Dit gebied is belangrijk voor de afgifte van de neurotransmitter dopamine aan andere hersengebieden die deel uitmaken van de basale ganglia. De basale ganglia vormen een netwerk dat van fundamenteel belang is voor onder andere het controleren van onze motoriek. Bij de ziekte van Parkinson sterven neuronen in de substantia nigra massaal af, waardoor de werking van de basale ganglia uit balans raakt. Dit veroorzaakt de typische symptomen van Parkinson: moeite met beweging, uitdrukkingsloos gezicht en een kromme lichaamshouding. Maar wat zorgt nu voor die sterftegolf van deze specifieke neuronen in de substantia nigra, terwijl omringende gebieden onaangetast blijven?

Energiebehoefte

Een team Canadese wetenschappers onderzocht een specifieke hypothese rondom deze vraag: zouden de neuronen binnen de substantia nigra zo uitzonderlijk veel energie verbruiken dat ze voortijdig opbranden? De hersencellen binnen de substantia nigra blijken namelijk uitzonderlijk complex te zijn vergeleken met andere neuronen. Ze hebben erg veel vertakkingen van hun axonen, wat ervoor zorgt dat er een enorme vraag naar energie is om dit hele mechanisme draaiende te houden. De energie van een cel wordt geleverd door energiefabriekjes binnen deze hersencellen, de mitochondriën. De onderzoekers richtten daarom hun pijlen op deze mitochondriën om te zien of er iets aan te zien was.

Energiecrisis

Allereerst bleek dat de hersencellen van de substantia nigra veel meer mitochondriën bevatten. Dat was wel te verwachten, gezien de grote hoeveelheid energie die deze fabriekjes moesten leveren. Maar toen de onderzoekers maten hoeveel energie de mitochondriën precies leverden, kwamen ze tot een opvallende conclusie: de energieleveranciers maakten overuren om aan de energievraag te kunnen voldoen. Als deze vraag naar energie lange tijd hoog blijft, leidt dit tot een toestand die oxidatieve stress wordt genoemd. Hierbij ontstaat er een overschot aan schadelijke zuurstofverbindingen die de cel flink aantasten. Op lange termijn zorgt dit er voor dat de hersencellen geen lang leven beschoren is.

Het lijkt er dus op dat door de uitgebreide vertakkingen van de neuronen in de substantia nigra de energievraag simpelweg te groot is. De neuronen draaien overuren, raken oververhit en sterven eerder af dan hersencellen die minder energie verbruiken. Door medische vooruitgang leven mensen steeds langer, maar sommige lichamelijke mechanismes zijn hier evolutionair gezien niet op berekend. Toch glooit er hoop aan de horizon: de onderzoekers zijn al druk bezig om medicamenten te testen die de cellen beschermen tegen de beschadiging. Dit zou in de toekomst kunnen leiden tot een medicijn dat Parkinson kan voorkomen.

Dit onderzoek wordt binnenkort gepubliceerd in Current Biology.

Dit artikel werd ook gepubliceerd op BrainMatters.nl.