Energiehunger Wie das Hirn das Wachstum von Kindern bremst

Das Gehirn des Menschen verbraucht derart viel Energie, dass Homo sapiens deutlich langsamer wächst als andere Säuger. Jetzt haben Forscher berechnet, dass der Hunger des Denkorgans in der Kindheit noch größer ist als bisher vermutet.

Menschliches Gehirn: Energiehungriges Organ
Corbis

Menschliches Gehirn: Energiehungriges Organ


Hamburg - Der Mensch wächst im Verhältnis zu Affen und anderen Säugetieren relativ langsam, weil sein Gehirn sehr viel Energie braucht. Diese lange gehegte Vermutung haben amerikanische Forscher nun mit Daten unterfüttert. Das Team um Christopher W. Kuzawa von der Northwestern University in Evanston im US-Bundesstaat Illinois fand heraus, dass der Energiebedarf des Gehirns dann am höchsten ist, wenn das Wachstum des Körpergewichts am geringsten ist: mit vier bis fünf Jahren. In dieser Phase benötigt das Gehirn etwa 43 Prozent der Energie des gesamten Körpers, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences". Das sei mehr als das Doppelte des Energiebedarfs des erwachsenen Gehirns.

Das langsame Wachstum junger Menschen gleiche eher dem von Reptilien als dem von Säugetieren, schreiben die Forscher. "Als Menschen haben wir viel zu lernen, und dieses Lernen braucht ein komplexes und energiehungriges Gehirn", erklärt Kuzawa laut einer Pressemitteilung seiner Universität. "Ab einem bestimmten Alter wird es schwierig, das Alter kleiner Kinder an ihrer Größe einzuschätzen. Stattdessen muss man hören, was sie sagen, und ihr Verhalten beobachten." Der Grund dafür sei, dass das Körperwachstum fast zum Stillstand komme, wenn das Gehirn erhebliche Mengen der Energie aus der Nahrung aufzehre.

Auffällig sei, dass der Energiebedarf nicht dann am größten ist, wenn das Gehirn das größte Volumen im Vergleich zum Körper habe - das wäre nämlich direkt nach der Geburt der Fall. Der Energiebedarf des jungen Gehirns sinkt auf einen Tiefststand etwa ein halbes Jahr nach der Geburt. Mit etwa vier Jahren erreicht es den höchsten Energiebedarf im Verhältnis zum Körper, mit fünf Jahren den höchsten Energiebedarf überhaupt.

Im Altersbereich zwischen einem halben Jahr und 13 Jahren ist der Energieverbrauch des Gehirns umgekehrt proportional zur Gewichtszunahme von Jungen. Bei Mädchen endet dieser Zusammenhang den Forschern zufolge schon mit etwa elf Jahren, weil die Pubertät früher einsetzt.

Energiebedarf anhand von Zuckerverbrauch ermittelt

In früheren Studien sei der Energiebedarf des Gehirns anhand des Sauerstoffverbrauchs ermittelt worden, schreibt das Team um Kuzawa. Die Forscher wählten nun einen anderen Weg: Sie verglichen erstmals den Energiebedarf in Form von Glukose (Einfachzucker) mit dem Wachstum des Körpergewichts.

Der Glukoseverbrauch war in einer früheren Studie mithilfe der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) an 36 Personen, vom Säugling bis zum Erwachsenen, ermittelt worden. Die Daten für die Entwicklung des Gehirnvolumens entstammen wiederum einer Untersuchung per Magnetresonanztomografie mit 402 Personen in diesem Altersbereich. Auch für weitere Daten griff das Team auf vorhandenes Material zurück.

Bis zu 30 Prozent der verbrauchten Glukose dienten etwa bei Fünfjährigen nicht der Energiegewinnung, sondern würden für die Herstellung von Proteinen benötigt, die mit dem Aufbau von Synapsen zwischen den Nervenzellen in Verbindung stehen. Der Energiebedarf des Kindergehirns sei deshalb bisher unterschätzt worden, schreiben Kuzawa und Kollegen.

mbe/dpa



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