Medizin

Hungern härtet Hirnzellen ab

Von Martina Lenzen-Schulte

Demenz: Prozeß in Grenzen halten

27. September 2005 Es ist inzwischen unbestritten, daß das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfall und Diabetes durch eine Verringerung der Kalorienaufnahme gesenkt werden kann. Weit weniger hat sich indes herumgesprochen, daß Art und Ausmaß der Energiezufuhr auch den Zellstoffwechsel im Gehirn beeinflussen können.

Bislang hielt man das allenfalls für ein Begleitphänomen - wenn die Blutgefäße des Gehirns infolge gesünderer Ernährung weniger verkalken, verbessert dies zwangsläufig die Versorgung der Nervenzellen mit Nährstoffen. Das ist jedoch nur ein Teil der Wahrheit. Eine Einschränkung der Mahlzeiten oder der Kalorien hat darüber hinaus ganz unmittelbare Vorteile für die neuronalen Strukturen. Zumindest hat sich das im Tierversuch bestätigt, wie Mark Mattson in der vergangenen Woche auf dem Neurologenkongreß in Wiesbaden darlegte.

Schutz vor Nervengiften

Mattson leitet das Labor für Neurowissenschaften am National Institute on Aging in Baltimore. Er zählt zu jenen Wissenschaftlern, die immer mehr plausible Gründe für die Hypothese zusammentragen, daß Alterungs- und Abbauprozesse im Gehirn entscheidend vom Energiehaushalt abhängen und auf diese Weise auch günstig beeinflußt werden können.

Verringert man die Kalorienzufuhr bei Rhesusaffen im Labor um 30 Prozent gegenüber jener Menge, die sie zu sich nähmen, wenn man ihnen ungebremsten Zugang gewährte, so schützt das die Tiere bereits nach sechs Monaten vor der Wirkung von Nervengiften, die eine Art Parkinsonerkrankung hervorrufen können. Die Tiere auf Diät waren nach Injektion des Giftes deutlich beweglicher als die der Kontrollgruppe, und es verblieb mehr von dem Nervenbotenstoff Dopamin im Striatum, in jener Hirnstruktur, die bei Parkinsonkranken bevorzugt durch einen Dopaminmangel geschädigt ist. Überdies wiesen die Forscher um Mattson im Gehirn der hungernden Tiere eine höhere Konzentration der Substanz GDNF nach. Dies ist ein Schutz- und Wachstumsfaktor aus den Gliazellen, die zwischen den Neuronen liegen.

Diät läßt Synapsen sprießen

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Zu ähnlichen Ergebnissen ist man zuvor schon bei Nagetieren gekommen. Die Untersuchungen an Ratten und Mäusen weisen auf ein Set von Schutzmechanismen hin, das durch Verringerung der Kalorienzufuhr um 30 bis 40 Prozent zum Vorschein kommt. Dazu zählt, daß auch im Hippocampus, in einer für Lernen und Gedächtnis entscheidenden Hirnregion, weniger Neuronen zugrunde gehen, wenn die Tiere vor der Verabreichung eines nur dort wirkenden Nervengiftes auf Diät gesetzt worden waren.

Die Nahrungseinschränkung regt im Mittelhirn das Wachstum neuer Nervenzellen aus neuronalen Stammzellen an. Außerdem schützt sie vor den schädlichen Folgen einer Übererregung von Nervenzellen und läßt in der Hirnrinde und im zentralen Pyramidenbahn-Strang, der den Bewegungsapparat steuert, mehr Nervenverbindungen (Synapsen) sprießen.

Zelluläre Kneipgüsse

Einen wesentlichen Vermittler all dieser Vorteile sieht Mattson im „brain derived neurotrophic factor“ oder BDNF, in einem Schutz- und Wachstumsfaktor ähnlich dem GDNF. Eine Kalorienreduktion treibt die Konzentration dieser Substanz ebenso in die Höhe wie ein zeitweiliges Fasten, bei dem über Wochen bis Monate ein Tag mit normalen Mahlzeiten mit einem Fastentag abwechselt. Es zeigte sich, daß dieser Faktor auch die Produktion sogenannter Chaperone ankurbelt.

Dabei handelt es sich um Eiweißstrukturen, die auch schon nach leichten, aber gut zu bewältigenden Stressereignissen auf den Plan treten. Das Bündel von Reaktionen, das durch eine Verringerung der Kalorienzufuhr ausgelöst wird, hat gleichsam die Wirkung von Kneippgüssen auf zellulärer Ebene: Sie sorgen dafür, daß minimale Stressreize die Nervenzelle widerstandsfähiger machen.

Übergewichtige Labortiere

Nach Ansicht von Mattson lassen sich die jetzt beobachteten Zusammenhänge evolutionsbiologisch erklären. Ein kurzfristiges Hungergefühl könnte demnach ein Training für neuronale Strukturen im Gehirn darstellen, einen Stimulus sozusagen, der das Organ leistungsfähiger macht, damit es immer besser dazu in der Lage ist, Nahrungsquellen zu erschließen. Ob derartige Schlußfolgerungen allerdings ohne weiteres auf das Gehirn des Menschen übertragbar sind, steht freilich dahin.

Überdies neigen Labortiere von vornherein zu Übergewicht, weil sie normalerweise nach Belieben fressen dürfen. Kalorieneinschränkung bedeutet in diesen Fällen also allenfalls die Verringerung von Übergewicht. Ob ein normalgewichtiger Mensch von einer Einschränkung der Nahrungszufuhr also tatsächlich Vorteile hätte, ist mithin unklar.

Höheres Demenzrisiko

Immerhin gibt es aber erste Hinweise auf einen Nutzen auch für das menschliche Zentralorgan. Eine Untersuchung unter Einwohnern von New York hat ergeben, daß eine kalorienreduzierte Diät - zusammen mit einem hohen Anteil gesunder, ungesättigter Fettsäuren - das Risiko, an Alzheimer-Demenz und Parkinson zu erkranken, deutlich zu senken vermochte. Ein Vergleich von genetisch verwandten Angehörigen des afrikanischen Yoruba- Stammes, die in Nigeria wohnen, mit jenen, die in Indianapolis ansässig sind, hat für letztere ein ungleich höheres Demenzrisiko ergeben.

Die Kalorienzufuhr der amerikanischen Stadtbewohner lag deutlich über derjenigen ihrer Stammesbrüder in Afrika. Die Argumente für einen Zusammenhang zwischen gestörtem Zucker- und Energiestoffwechsel und Alzheimer-Demenz verdichten sich immer mehr. Diabeteskranke Frauen und solche, deren Zuckerstoffwechsel bereits beeinträchtigt ist, schneiden in manchen Hirnfunktionstests deutlich schlechter ab als ihre gesunden Altersgenossinnen. Sie haben zudem ein hohes Risiko, daß sich ihre kognitiven Leistungen weiter verschlechtern.

Der programmierte Zelltod

Im Tierversuch sind zudem mehrere direkte Bindeglieder zwischen Neurodegeneration und Energiestoffwechsel aufgeklärt worden. Die Gehirnstrukturen von transgenen Mäusen mit dem menschlichen Alzheimer-Gen Presenilin 1 erwiesen sich als deutlich widerstandsfähiger, wenn man ihre Kalorienzufuhr einschränkte. Die Nervenzellen in der Hirnrinde und in dem für Gedächtnisleistungen zuständigen Hippocampus fielen beispielsweise seltener dem programmierten Zelltod anheim.

Umgekehrt wirken neurogene Faktoren offenbar auch auf den Energiestoffwechsel zurück. Wenn man den Schutzfaktor BDNF in die Gehirnflüssigkeit von diabetischen Mäusen injiziert, bessert sich deren Stoffwechsellage auch ohne jede Manipulation der Kalorienzufuhr. Es ist daher nicht verwunderlich, daß diese neuen Ansätze die Ideen zur Behandlung der Alzheimer-Demenz und anderer neurodegenerativer Erkrankungen geradezu beflügeln.

Demenz erwartet jeden

Wie nötig solche Forschungen sind, erläuterte Hans Förstl, Leiter der Psychiatrischen Universitätsklinik an der Technischen Universität München. Demenz sei etwas, was früher oder später alle erwarte. Die Frage sei nur, in welchem Ausmaß der einzelne diesen Prozeß hinauszögern und in Grenzen halten könne.

Die neuesten Studien hierzu, die das breite Spektrum der gesamten Bevölkerung widerspiegeln, legten nahe, daß im Alter von mehr als 99 Jahren so gut wie jeder Mensch Anzeichen einer Demenz aufweise. Schon heute hat rechnerisch jedes zweite Neugeborene die Chance, 100 Jahre und älter zu werden.

Text: F.A.Z., 27.09.2005, Nr. 225 / Seite 40
Bildmaterial: picture-alliance / dpa/dpaweb

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