Flugmedizin · Tropenmedizin · Reisemedizin - FTR 2025; 32(03): 146-154
DOI: 10.1055/a-2547-3678
Flugmedizin

Sauerstoffmangel im Gehirn: Perfusion und Verfügbarkeit von A1-Adenosinrezeptoren

Oxygen deficiency in the brain: perfusion and availability of A1 adenosine receptors
Manuel Michno
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
,
Jan Schmitz
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
3   Abteilung für Anästhesie und Intensivmedizin, Universitätsklinikum Köln, Deutschland
,
Anna L. Foerges
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
,
Simone Beer
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
,
Jens Jordan
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
4   Medizinische Fakultät, Universität zu Köln, Deutschland
,
Bernd Neumaier
5   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-5), Forschungszentrum Jülich, Deutschland
,
Alexander Drzezga
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
6   Abteilung für Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Köln, Deutschland
7   Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), Bonn-Köln, Deutschland
,
Daniel Aeschbach
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
8   Institut für Experimentelle Epileptologie und Kognitionsforschung (IEECR), Universität Bonn, Deutschland
,
Andreas Bauer
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
,
Jens Tank
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
,
Henning Weis
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
6   Abteilung für Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Köln, Deutschland
,
Eva-Maria Elmenhorst
2   Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln, Deutschland
9   Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin, Medizinische Fakultät, RWTH Aachen, Deutschland
,
David Elmenhorst
1   Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-2), Forschungszentrum Jülich, , Deutschland
6   Abteilung für Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Köln, Deutschland
› Author Affiliations
Preview

Zusammenfassung

In Nagern wurde beobachtet, dass der Neuromodulator Adenosin während Hypoxie im Gehirn freigesetzt wird und es vor Sauerstoffmangel und Überlastung schützt, indem Blutfluss, Stoffwechsel und elektrische Aktivität angepasst werden. An 10 Probanden wurde geprüft, ob durch Hypoxie – einem Sauerstoffpartialdruck auf 5500 m entsprechend – die Verfügbarkeit von A1-Adenosinrezeptoren (A1AR) im menschlichen Gehirn entsprechend reduziert wird. Akute normobare Hypoxie führte im Gehirn zu einer Reduktion der A1AR-Verfügbarkeit, während sich die Perfusion und die Herzfrequenz erhöhten und sich die Reaktionsgeschwindigkeit verringerte. Unseres Wissens sind wir die erste Studie, die beim Menschen eine Verringerung der A1AR-Verfügbarkeit unter Hypoxie nachgewiesen hat. Die so reduzierte neuronale Aktivität bei gleichzeitig erhöhter Durchblutung wirken gemeinsam dem verringerten Sauerstoffangebot entgegen und könnte für zukünftige Gegenmaßnahmen eingesetzt werden.

Abstract

In animal studies, it has been observed that the neuromodulator adenosine is released into the interstitial space of the brain during hypoxia and protects the brain from oxygen deficiency and overexertion by adjusting cerebral blood flow, metabolism and electrical activity. This study exposed 10 subjects to an interval of 30-min hypoxia equivalent to the partial pressure of oxygen at about 5500 m. This resulted in a significant reduction in A1 adenosine receptor (A1AR) availability in the human brain, a significant increase in heart rate, and a significant slowing of reaction speed. This is to our knowledge the first demonstration in humans that acute hypoxia reduces A1AR availability in the brain. This result supports the hypothesis that hypoxia-induced adenosine release leads to increased occupancy of the A1AR and can thus pave the way for future countermeasures.



Publication History

Article published online:
02 June 2025

© 2025. Thieme. All rights reserved.

Georg Thieme Verlag KG
Oswald-Hesse-Straße 50, 70469 Stuttgart, Germany