PLA2-Enzymkinetik und 31P-MRS
bei Schizophrenie

Fragestellung

Phospholipide repräsentieren die biochemische Grundlage für die strukturelle und funktionelle Integrität neuronaler und nicht-neuronaler Membranen. ³¹P-2D-CSI bietet die Möglichkeit, Abweichungen von Phospholipidmetaboliten in vivo und simultan in verschiedenen Hirnregionen zu untersuchen. Die Aktivität Kalzium-unabhängiger Isoformen der Phospholipase A₂ (iPLA2) kann fluorometrisch im Blutserum untersucht werden. iPLA2-Enzyme tragen maßgeblich zu Membranrepair- und remodeling Prozessen bei und nehmen hiermit eine Schlüsselfunktion für die Herstellung und Aufrechterhaltung der strukturellen und funktionellen Intaktheit biologischer Membranen ein.

Bei Schizophrenie wurde ein gesteigerter Membranlipid-Turnover in frontalen Hirnregionen beschrieben. Die Aktivität von Kalzium-unabhängigen PLA₂-Isoformen ist erhöht.

Die Untersuchungen der Arbeitsgruppe sind auf regionäre Verteilungsmuster von Phospholipidabweichungen im Hirn schizophrener Patienten, auf Zusammenhänge zwischen hirnmetablischen Abweichungen und erhöhter PLA₂-Aktivität, auf Veränderungen dieser metabolischen Anomalien im Krankheitsverlauf, ihre Eignung als Endophenotype-Marker und auf Zusammenhänge zwischen Phospholipid-Metabolismus und Therapieresponse gerichtet.

Methodik

³¹P-MR-Spektroskopie, iPLA2-Enzymkinetik

Informationen

Projektleiter:
Dr. S. Smesny

Mitarbeiter:
Dr. B. Milleit
Dr. Ch. Milleit
S. Kunstmann
Chr. Kunstmann
M. Krasemann

Förderung:
Bis 2004 durch DFG

Kooperationspartner:
- Institut für Physiologische Chemie
Martin Luther Universität Halle/Wittenberg
- Klinik für Dermatologie des Universitätsklinikums Jena
- ORYGEN Youth Health, Melbourne, Australien

Publikationen

Originalpublikationen

H.-P. Volz, S. Riehemann, I. Maurer, S. Smesny, M. Sommer, R. Rzanny, W. Holstein, J. Czekalla und H. Sauer (2000) Reduced phosphodiesters and high-energy phosphates in the frontal lobe of neuroleptic-free schizophrenic patients - a 31P chemical shift spectroscopic-imaging study. Biol. Psychiatry. 47: 954-961.
S. Riehemann, P. Stützer, S. Smesny, H.-P. Volz und H. Sauer (2001) Hypofrontality in neuroleptic-naive schizophrenic patients during the Wisconsin Card Sorting Test- a fMRI study. Eur. Arch. Psychiatry Clin. Neurosci. 251: 66-71.
S. Riehemann, G. Hübner, S. Smesny, H.-P. Volz and H. Sauer (2002) Do neuroleptics alter the cerebral intracellular pH-value in schizophrenics ? - a 31P-MRS study on three different patient groups. Psychiatry Research Neuroimaging 114: 113-117.
J. Lasch, I. Willhardt, D. Kinder, H. Sauer and S. Smesny (2003) Fluorometric Assays of Phospholipase A2 Activity Using Three Different Substrates - Heterogeneous Results in Blood Samples of Schizophrenia Patients and Matched Controls Due to Methodological Reasons. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 41: 908-914.
S. Smesny, D. Kinder, I. Willhardt, T. Rosburg, J. Lasch, G. Berger, H. Sauer (2005) Increased calcium-independent phospholipase A2-activity in first episode but not in chronic schizophrenia -Further evidence of sustained lipid damage at the onset of disorder. Biol. Psychiatry 57: 399-405.
S. Smesny, T. Rosburg , I. Nenadic, K.P. Fenk, S. Kunstmann, R. Rzanny, H.-P. Volz, and H. Sauer (2007) 31P-2D-CSI results support multiregional metabolic and functional alterations of white and grey matter in unmedicated schizophrenia patients. Neuroimage, 35: 729-37.

Übersichtsarbeiten/Buchbeiträge

S. Riehemann, H.-P. Volz, S. Smesny, G. Hübner, B. Wenda, G. Rößger und H. Sauer (2000) 31P-Magnetresonanz- Spektroskopie in der Schizophrenie-Forschung - Einblicke in die Pathophysiologie des zerebralen Stoffwechsels energiereicher Phosphate und Membranphospholipide. Der Nervenarzt 71: 354-63.
S. Smesny, H.-P. Volz, S. Riehemann und H. Sauer (2000) Störungen im Phospholipidmetabolismus als mögliche pathogenetische Faktoren der Schizophrenie - Zusammenfassung aktueller Befunde und kritische Würdigung. Fortschritte der Neurologie und Psychiatrie 68/7: 301-312.
G. Berger, S. Smesny, Amminger, G.P. (2006) Bioactive lipids in schizophrenia. Int Rev Psychiatry 18(2): 85-98.

Promotionen/Diplomarbeiten

Vergleichende Untersuchungen zum Phospholipidstoffwechsel bei schizophrenen Patienten anhand der Phospholipase A2 Aktivität unter Verwendung zweier fluorometrischer Meßverfahren. D. Kinder (17.10.2006 mit summa cum laude verteidigt).
Untersuchungen neurodegenerativer Prozesse anhand von Veränderungen der Phospholipse A2-Aktivität im Liquor bei psychischen Erkrankungen. S. Reichel, 4/2007 zur Begutachtung eingereicht.
Veränderungen im Phospholipid- und Energiestoffwechsel bei unbehandelter Schizophrenie - eine 31Phosphor-MR-Spektroskopie (2D-CSI) Studie. S. Kunstmann, 4/2007 zur Begutachtung eingereicht.
Der Einfluß neuroleptischer Behandlung auf die Phospholipase A2 Aktivität in verschiedenen Erkrankungsstadien bei Schizophrenie. Ch. Kunstmann, seit 2004