2/2019
UNIZEIT
5/12

Wie durch trübes Glas

Wenn Nervenzellen im Gehirn absterben, gibt es keinen Weg zurück. Wer von einer neuro­degenerativen Krankheit betroffen ist, erlebt einen schleichenden Verlust von geistigen und motorischen Fähigkeiten, der zu sozialer Isola­tion sowie Pflegebedürftigkeit führt und schließlich im Tod endet. Über 220 Millionen Menschen leiden allein in Europa an Erkrankungen des Gehirns. Wie diese auf molekularer Ebene entstehen beziehungsweise gehemmt werden könnten und was man zum eigenen Schutz tun kann, erforschen die Molekularbiologen Frank Madeo und Sepp-Dieter Kohlwein.

von Gerhild Leljak


Persönlichkeit, Gedanken, Gefühle, Eigenschaften und Handeln: Für all das legt unser Gehirn die Basis. Damit es das tun kann, sind komplexe Stoffwechselvorgänge notwendig. Sie müssen fehlerfrei ablaufen, damit das Netzwerk aus über 100 Milliarden Nervenzellen Reize korrekt verarbeitet. „Mit zunehmendem Alter kann es zu vermehrten Eiweißablagerungen im Gehirn kommen, Plaques genannt. Sie stören zunächst den Informationsaustausch zwischen den Synapsen und tragen später wesentlich zum Absterben der Nervenzellen bei“, erklärt Sepp-Dieter Kohlwein vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz. In Folge entstehen verschiedene Arten von Demenz-Erkrankungen, die den Alltag zur beschwerlichen Hürde werden lassen.
Als häufigste Form tritt Morbus Alzheimer auf: Weltweit sind mehr als 15 Millionen Personen davon betroffen, schätzt der European Brain Council. An der Parkinson-Krankheit leiden über sechs Millionen PatientInnen. Das bedeutet nicht nur großes persönliches Leid für die Betroffenen und deren Angehörige, sondern schlägt sich auch finanziell nieder: Im Jahr 2010 beliefen sich die von Gehirnerkrankungen verursachten Kosten in Europa bereits auf 798 Milliarden Euro. Pro Kopf bedeuteten das 5 550 Euro jährlich – das entspricht in etwa der Summe der Kosten aus Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und allen Krebserkrankungen zusammen.

Gestörtes Gleichgewicht. Für den präventiven Schutz sowie für effektive Therapien ist es daher wesentlich, die Bildung von Plaques so weit wie möglich hinauszuzögern oder zu verhindern. Einen Weg hat ein Forschungsteam rund um Sepp-Dieter Kohlwein kürzlich gemeinsam mit der Harvard Medical School aufgezeigt: Die WissenschafterInnen beobachteten, dass die vermehrte Ablagerung von Proteinen mit der Zunahme des Gehalts an ungesättigten Fettsäuren einhergeht. Es ist also ein Ungleichgewicht des Fettstoffwechsels im Gehirn, das die Entstehung bestimmter neurodegenerativer Krankheiten fördert. „Wir haben deshalb nach einem Weg gesucht, die Herstellung der ungesättigten Fettsäuren zu beeinflussen und sind auf das Enzym Stearoyl-CoA Desaturase, kurz SCD, gestoßen. Es spielt eine zentrale Rolle in diesem Prozess“, schildert Kohlwein. Eine Hemmung der SCD führt dazu, dass weniger ungesättigte Fettsäuren entstehen. Die ForscherInnen konnten in verschiedenen Modellsystemen beweisen, dass die Proteinablagerungen – und folglich auch deren neurotoxische Effekte – unterdrückt werden, wenn weniger ungesättigte Fettsäuren vorhanden sind. Ob sich das Enzym auch beim Menschen als therapeutischer Angriffspunkt zur Behandlung von Parkinson oder anderer neurodegenerativer Erkrankungen eignet, wird derzeit in weiteren Studien untersucht.

Zellfresser, bitte kommen! Plaques entstehen deshalb häufiger im Alter, weil sich die Zellen – dann oft durch Übergewicht, Rauchen oder Alkohol bereits in arge Mitleidenschaft gezogen – immer schwerer tun, ihren „hausinternen“ Müll zu entsorgen. „Entscheidend ist es daher, rechtzeitig dafür zu sorgen, dass das Gehirn sauber bleibt. Und das können wir, zumindest bis zu einem gewissen Grad, selbst steuern“, bestätigt Frank Madeo. Der Biochemiker beschäftigt sich mit den molekularen Mechanismen des Alterns. Dabei spielt der Zellreinigungsprozess Autophagie eine wesentliche Rolle: Er ruft die Lysosomen auf den Plan, die alte, nicht benötigte oder schädliche Zellteile fressen und verdauen. Ausgelöst wird diese „Müllabfuhr“ zum Beispiel durch regelmäßiges Fasten: „Nach 15 bis 20 Stunden ohne Kalorien­zufuhr läuft die Autophagie auf Hochtouren. Wir wissen allerdings noch nicht, ob die Reinigung dann schon vollständig ist“, so der Wissenschafter. Ein zweiter Auslöser ist die natürliche Substanz Spermidin, wie Madeo und sein Team 2009 unter großem internationalen Aufsehen entdeckten. Spermidin steckt in vielen Lebensmitteln, etwa in Weizenkeimen, gereiftem Käse, Nüssen, Champignons und Grapefruits. Kürzlich konnte Madeo gemeinsam mit Anges Flöel von der Charitee in Berlin nachweisen, dass ein Supplement mit spermidinreichem Weizenkeimextrakt alternde Menschen von Demenz schützt. Der Clou: Eine spermidinreiche Ernährung wirkt nicht nur protektiv auf das Gehirn, sondern auch auf das Herz, weil dieses dadurch elastischer wird. Wer dann noch regelmäßig Bewegung macht, steuert einen wesentlichen Teil zu einem langen und vor allem umfassend gesunden Lebenszustand bei.