Alzheimer könnte in der weißen Hirnsubstanz beginnen

Alzheimer und Parkinson beginnen womöglich nicht dort, wo die Forschung lange gesucht hat. Bisher galt vor allem die graue Hirnsubstanz als entscheidend, also jener Bereich, in dem Nervenzellen Informationen verarbeiten. Neue Daten der University of Cambridge lenken den Blick nun stärker auf die Verbindungen zwischen diesen Zellen.

Sie verlaufen durch die weiße Hirnsubstanz und sorgen dafür, dass Hirnregionen zuverlässig miteinander kommunizieren. Werden diese Leitungen beschädigt, kann das offenbar auch weit entfernte Bereiche der grauen Hirnsubstanz belasten. Daraus könnte ein neuer Ansatz für künftige Therapien entstehen.

Myelin schützt die Leitungen im Gehirn

Das Gehirn besteht ungefähr zur Hälfte aus grauer und weißer Hirnsubstanz. Die graue Substanz enthält die Nervenzellen und ihre „Schaltzentralen“. Die weiße Substanz verbindet diese Bereiche miteinander – wie ein Netz aus Leitungen.

Damit Signale schnell weiterlaufen, sind diese Nervenfasern von einer Schutzschicht umgeben: Myelin. Diese Hülle wirkt ähnlich wie die Isolierung eines Stromkabels. Schäden daran gehören bei Multipler Sklerose seit Langem zum Krankheitsbild. Sie treten aber auch früh bei Alzheimer, Parkinson und anderen neurodegenerativen Erkrankungen auf.

Schon kleine Schäden verändern das ganze System

Im Fachjournal Nature beschreibt ein Team um Professorin Ragnhildur Thóra Káradóttir vom Stem Cell Institute der University of Cambridge, was dann passiert. Die Forscher erzeugten gezielt kleine Schäden am Myelin in einem klar definierten Hirnkreislauf und beobachteten die Folgen.

Die betroffene Stelle lag rund 3,5 Millimeter von den Nervenzellkörpern entfernt. Trotzdem reagierte eine verbundene Region der grauen Hirnsubstanz deutlich. Die Aktivität der Nervenzellen sank zeitweise um rund 60 Prozent. Der stärkste Einbruch zeigte sich etwa sieben Tage nach dem Schaden.

Immunzellen greifen ein

Auch Mikroglia wurden aktiv. Das sind Immunzellen des Gehirns, die beschädigte Strukturen erkennen und beseitigen. Nach etwa 14 Tagen war ihre Dichte in der betroffenen Region etwa dreimal so hoch wie normal. Zudem gingen Synapsen vorübergehend verloren – also Kontaktstellen, über die Nervenzellen miteinander kommunizieren.

Auf den ersten Blick wirkt das wie ein klarer Krankheitsprozess. Doch an dieser Stelle hier wird der Befund interessant: Die Entzündung war nicht nur schädlich, sondern offenbar Teil eines Reparaturversuchs.

Entzündung kann auch Schutz sein

Sobald sich das Myelin wieder erholte, normalisierten sich auch die anderen Veränderungen. Nach rund 28 Tagen arbeiteten die Nervenzellen wieder normal, die Mikroglia beruhigten sich und auch die verlorenen Synapsen kehrten zurück.

„Eine fokale Läsion in der weißen Hirnsubstanz ist nicht nur ein lokales Ereignis“, erklärt Káradóttir. Sie könne „eine koordinierte Reaktion in verbundenen Bereichen der grauen Hirnsubstanz auslösen“. Diese Reaktion sei „nicht einfach Schaden“, sondern „Teil des Versuchs des Gehirns, sich selbst zu reparieren“.

Wenn die Reparatur scheitert, bleibt die Entzündung

Besonders relevant wurde ein weiterer Versuch. Die Wissenschaftler blockierten gezielt die Mikroglia-Reaktion. Das Ergebnis: Die Reparatur des Myelins lief schlechter.

Wurde umgekehrt die Regeneration des Myelins verhindert, verschwand auch die Entzündung nicht mehr. Aus einer kurzen Schutzreaktion wurde eine dauerhafte Belastung. Das wiederum erinnert an chronische, niedriggradige Entzündungen, wie sie bei Alzheimer, Parkinson und Multipler Sklerose häufig beobachtet werden.

Der mögliche Ablauf sieht so aus:

Erst entsteht ein Schaden an der weißen Hirnsubstanz
Danach reagiert die graue Hirnsubstanz mit Entzündung und Synapsenverlust
Scheitert die Myelin-Reparatur, bleibt diese Entzündung dauerhaft bestehen

Entscheidend könnte genau dieser Wechsel sein: Die Entzündung hilft erst bei der Reparatur, bleibt aber bestehen, wenn das Myelin nicht heilt.

Besonders relevant für Multiple Sklerose

Für Multiple Sklerose ist der Befund besonders naheliegend. Dort gehören Läsionen in der weißen Hirnsubstanz, chronische Entzündungen und unvollständige Myelin-Regeneration eng zum Krankheitsverlauf.

Die Arbeit liefert aber auch für Alzheimer und Parkinson eine neue Perspektive. Bisher standen meist die Nervenzellen selbst im Vordergrund. Nun rücken ihre Verbindungen stärker in den Blick. Der langsame Schaden könnte also deutlich früher beginnen – an den Leitungen zwischen den Nervenzellen.

Alter erschwert die Reparatur

Auch das Alter spielte eine wichtige Rolle. Bei 18 Monate alten Ratten funktionierte die Mikroglia-Reaktion deutlich schlechter als bei jungen Tieren mit drei Monaten. Die Reparatur blieb schwächer, die Schutzreaktion weniger flexibel.

Das könnte erklären, warum sich solche Prozesse mit zunehmendem Alter oft verschärfen und warum neurodegenerative Erkrankungen gerade dann häufiger werden.

Neue Hoffnung liegt im Schutz der Verbindungen

Für künftige Therapien eröffnet das einen neuen Ansatz: Statt nur Nervenzellen zu schützen, könnte auch die Regeneration von Myelin wichtiger werden.

Professor Alasdair Coles, Professor für klinische Neuroimmunologie und Leiter der klinischen Neurowissenschaften an der University of Cambridge, sagt dazu: „Diese Ergebnisse legen nahe, dass Therapien, die die Myelin-Regeneration verbessern, das Fortschreiten einer möglicherweise breiten Palette von Hirnerkrankungen verlangsamen könnten.“

Kurz zusammengefasst:

Alzheimer und Parkinson könnten früher beginnen als gedacht: Nicht zuerst die Nervenzellen selbst, sondern Schäden an der weißen Hirnsubstanz und ihrer Myelin-Schicht könnten den Krankheitsprozess anstoßen.
Schon kleine Myelin-Schäden führten in der Studie zu weniger Nervenaktivität, aktivierten Immunzellen im Gehirn und ließen Synapsen vorübergehend verschwinden – diese Reaktion war aber zunächst Teil eines natürlichen Reparaturversuchs.
Scheitert die Myelin-Regeneration, bleibt die Entzündung dauerhaft bestehen. Das könnte chronische Hirnentzündungen fördern und neue Therapieansätze ermöglichen, die gezielt die Verbindungen zwischen Nervenzellen schützen.

Übrigens: Während Forscher bei Alzheimer neue Hinweise auf frühe Schäden in der weißen Hirnsubstanz finden, enttäuschen moderne Anti-Amyloid-Medikamente im Alltag vieler Patienten trotz messbarer Erfolge im Gehirn. Amyloid sinkt, doch Gedächtnis, Orientierung und Selbstständigkeit verbessern sich oft kaum. Mehr dazu in unserem Artikel.