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Alzheimer-Krankheit und die Gehirnprozesse
Alzheimer-Krankheit und die Gehirnprozesse-Menschen mit Alzheimer-Krankheit haben neben dem Verlust ihrer kognitiven Funktionen auch neuropsychiatrische Symptome wie Apathie.
In einer neuen Studie wurde ein Mechanismus entdeckt, der die Symptome der Apathie bei der Alzheimer-Krankheit erklären könnte.
Diese Ergebnisse könnten bei der Entwicklung von Medikamenten für neuropsychiatrische Symptome im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit hilfreich sein.
Eine kürzlich durchgeführte Untersuchung an Mäusen zeigt, dass die bei der Alzheimer-Krankheit auftretenden Symptome der Apathie durch eine abweichende Expression eines Glutamatrezeptors in einem mit der Motivation zusammenhängenden Gehirnbereich verursacht werden können.
Durch die Verabreichung eines Rezeptorblockers konnten die Mängel im motivierten Verhalten korrigiert werden, was darauf hindeutet, dass dieser Rezeptor gezielt zur Behandlung der oben genannten neuropsychiatrischen Probleme eingesetzt werden könnte.
Synaptische Degeneration
Defizite bei kognitiven Funktionen wie Gedächtnis, Lernen und Exekutivfunktionen sind charakteristisch für die Alzheimer-Krankheit. Es wird davon ausgegangen, dass diese kognitiven Probleme mit der Ablagerung des Amyloid-(A)-Proteins in Form von Plaques im Gehirn zusammenhängen.
Die A-Plaques bestehen aus Ketten von sich wiederholenden Proteinuntereinheiten, die als A-Monomere bezeichnet werden. Diese A-Monomere verbinden sich zu kurzen Ketten, den so genannten Oligomeren, die sich dann zu Fibrillen und schließlich zu unlöslichen Plaques verbinden.
Früher glaubten Wissenschaftler, dass die A-Plaques die Ursache der Alzheimer-Krankheit sind. Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass die löslichen A-Oligomere Trusted Source toxischer sind und die Hauptursache für die Schädigung von Gehirnzellen oder Neuronen sein könnten.
Der Verlust von Synapsen, d. h. von Kontaktstellen zwischen Neuronen, an denen Informationen von einer Zelle zur anderen weitergeleitet werden, steht im Zusammenhang mit der Verschlechterung der kognitiven Funktionen bei der Alzheimer-Krankheit.
Forschungsergebnissen zufolge können A-Oligomere eine synaptische Dysfunktion verursachen, die Glutamat, den wichtigsten erregenden Neurotransmitter des Gehirns, beeinträchtigt.
Wissenschaftler glauben, dass A-Oligomere für die Übererregung der glutamatergen Synapsen verantwortlich sind, was zu einem übermäßigen Kalziumioneneintritt in die Neuronen und in der Folge zu einem Synapsenverlust führt. Der spezifische Prozess des glutamatergen Synapsenverlusts ist jedoch unbekannt.
Neuropsychiatrische Symptome bei der Alzheimer-Krankheit
Menschen mit Alzheimer-Krankheit zeigen neben einer Verschlechterung der kognitiven Fähigkeiten auch Symptome wie Verzweiflung, Angst, Apathie oder Lustlosigkeit. Diese neuropsychiatrischen Anzeichen und Symptome treten bereits vor dem Beginn der kognitiven Beeinträchtigungen auf und verstärken sich mit dem Fortschreiten der Krankheit.
Die neurobiologischen Prozesse, die diesen neuropsychiatrischen Symptomen zugrunde liegen, sind jedoch nicht gut verstanden. Die Autoren der Studie konzentrierten sich auf den Nucleus accumbens, ein Hirnareal, das an der Motivation beteiligt ist, um die Prozesse hinter der mit Alzheimer assoziierten Apathie besser zu verstehen.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass sich im Nucleus accumbens A-PlaquesTrusted Source ansammeln und bei Menschen mit Alzheimer-Krankheit schrumpfen. Darüber hinaus erhält der Nucleus accumbens erregenden Input von einer Vielzahl von Hirnregionen, darunter auch vom präfrontalen Kortex.
Daher könnten A-Oligomere möglicherweise apathische Symptome hervorrufen, indem sie eine Verringerung der erregenden Synapsen bewirken, wie sie auch in kognitionsbezogenen Hirnbereichen beobachtet wurde.
Übermäßige Expression von Glutamat-Rezeptoren
Die A-Oligomere wurden in den Nucleus accumbens von Mäusen injiziert. Sie entdeckten, dass A-Oligomere den Drang der Mäuse, Belohnungen zu erhalten und schlechte Erfahrungen zu kompensieren, verringerten.
Darüber hinaus kam es bei Mäusen, denen A-Oligomere injiziert wurden, zu einem Anstieg der Werte eines Glutamatrezeptor-Subtyps, der als kalziumdurchlässiger AMPA-Rezeptor (CP-AMPA) bekannt ist.
Die üblichen AMPA-Rezeptoren, die im erwachsenen Gehirn vorkommen, lassen kein Kalzium in die Neuronen eindringen. Die atypischen CP-AMPA-Rezeptoren hingegen ermöglichen den Eintritt von Kalziumionen in die Zelle und werden ausschließlich während der Entwicklung oder bei neurodegenerativen Erkrankungen im erwachsenen Gehirn exprimiert.
Die Blockierung des CP-AMPA-Rezeptors korrigierte die Verringerung der Motivation bei Mäusen, die mit A-Oligomeren behandelt wurden, fanden die Forscher heraus.
Die Forscher entdeckten, dass die durch A-Oligomere hervorgerufene Zunahme der CP-AMPA-Rezeptoren in späteren Studien mit Gehirnschnitten zur Degeneration glutamaterger Synapsen im Nucleus accumbens führte.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass A-Oligomere die abnorme Expression von CP-AMAP-Rezeptoren im Nucleus accumbens fördern, was zu einem Verlust von Synapsen und einer verminderten Motivation führt.
Alzheimer-Krankheit und die Gehirnprozesse-Neue Behandlungsmöglichkeiten
Bis vor kurzem glaubten Wissenschaftler, dass der NMDA-Rezeptor, eine andere Art von Glutamatrezeptor, für die synaptische Degeneration bei der Alzheimer-Krankheit verantwortlich ist.
Medikamente, die den NMDA-Rezeptor hemmen, haben jedoch entweder unerwünschte Nebenwirkungen oder waren bei der Verringerung der Alzheimer-Symptome nur minimal wirksam. Dies deutet darauf hin, dass der NMDA-Rezeptor nicht die Hauptursache für den Synapsenverlust ist.
Die aktuelle Arbeit zeigt, dass die Hemmung des CP-AMPA-Rezeptors den synaptischen Verlust im Nucleus accumbens sowie Defizite bei motivierten Verhaltensweisen beheben kann.
Der CP-AMPA-Rezeptor wird im Gegensatz zum NMDA-Rezeptor im Gehirn gesunder Menschen nicht exprimiert, was ihn zu einem potenziellen therapeutischen Ziel für die Linderung von Alzheimer-Symptomen macht.
“Unter einer Vielzahl von Alzheimer-assoziierten Symptomen ist die zunehmende Beeinträchtigung der kognitiven Fähigkeiten intensiv erforscht worden”, sagte die Hauptautorin der Studie, Dr. Yao-Ying Ma, Assistenzprofessorin für Pharmakologie und Toxikologie an der Indiana University.
“Die begrenzte symptomatische Linderung, die die vorhandenen Medikamente bei Alzheimer-Patienten bieten, spiegelt jedoch die mangelnde Kenntnis der neuronalen Substrate von Alzheimer wider, insbesondere der mit Alzheimer verbundenen neuropsychiatrischen Symptome”, fügte sie hinzu.
