Über die Entstehung der neuroaktiven Steroide Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEAS) und Pregnenolonsulfat (PregS) im Gehirn und deren nachfolgenden Metabolismus ist wenig bekannt.
Unter In-situ-Verwendung von durchströmten Rattenhirnen fanden wir heraus, dass 3H-PregS schneller eintrat als 3H-DHEAS und dass für beide innerhalb von 0,5 Minuten nach der Aufnahme eine erhebliche (> 50 %) Desulfatierung erfolgte. Die Enzymaktivität der Steroidsulfatase, die diese Dekonjugation katalysiert, wurde in der kapillaren Fraktion der Blut-Hirn-Schranke und ihrer in Kulturen von Rattenhirn-Endothelzellen und -Astrozyten exprimierten mRNA angereichert. Obgleich Permeabilitätsmessungen auf einen Netto-Efflux hinwiesen, verringerte die Zugabe der Efflux-Hemmstoffe GF120918 und/oder MK571 zum Perfusat 3H-DHEAS und von 3H-PregS eher, als sie zu erhöhen; eine weitere Verringerung wurde nach dem Hinzufügen unmarkierten Steroidsulfats erkannt, was auf ein saturierbares Transportsystem hindeutet.
Die Analyse der Hirnfraktionen nach 0,5-minütiger Perfusion mit den 3H-Steroidsulfaten zeigte keinen weiteren PregS-Metabolismus über die Freisetzung des freien Steroids Pregnenolon hinaus. Dagegen wurde DHEAS einer 17-Hydroxylierung unterzogen, sodass Androstendiol sowohl im Steroidsulfat als auch in den freien Steroidfraktionen gebildet wurde, wobei es in letzteren zu einer zusätzlichen Bildung von Androstendion kam.
Unsere Ergebnisse deuten hin auf eine Zunahme freien Steroids aus zirkulierenden Steroidsulfaten als Hormonvorläufern an der Blut-Hirn-Schranke mit Konsequenzen für Alterung, Neurogenese, neuronales Überleben, Lernen und Gedächtnis.