Warum fällt es Ihnen schwerer, sich zu konzentrieren, wenn Sie Alzheimer haben? Die Erklärung ist vielleicht, dass die Signale, die von Gliazellen zu Nervenzellen übertragen werden, gestört sind.
Wenn Sie an der Alzheimer-Krankheit erkranken, bekommt das Gehirn „senile Plaques“. Nervenzellen werden zerstört und Gehirnfunktionen fallen aus. Es gibt noch vieles, was wir über die Krankheit nicht wissen. Warum wird es schwieriger, sich zu erinnern? Warum können Sie Ihre Aufmerksamkeit und Konzentration nicht mehr aufrechterhalten?
Eine Gruppe von Wissenschaftlern am Institute of Basic Medical Sciences an der Universität Oslo hat ein neues, wichtiges Puzzleteil gefunden, um zu verstehen, wie das Gehirn von Alzheimer-Patienten funktioniert. Die Erkenntnisse sollen den Grundstein für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden der Alzheimer-Krankheit in der Zukunft legen.
„Wir verwenden fortschrittliche Lasermikroskope im Wert von mehreren Millionen Kronen, mit denen wir jetzt in das Gehirn von wachen Alzheimer-Mäusen schauen können. In früheren Studien haben Wissenschaftler Mäuse untersucht, die anästhesiert wurden“, sagt Rune Enger. Er ist außerordentlicher Professor am Letten Center, das Teil des Institute of Basic Medical Sciences an der Universität Oslo ist.
Die Wissenschaftler untersuchten Pupillenreaktionen, Verhalten und Aktivität im Gehirn
In einer neuen Studie haben Enger und Kollegen Arten von Gehirnzellen untersucht, die als Astrozyten bezeichnet werden. Sie sind wichtige Handwerker im Gehirn, die sich um die Nervenzellen herum befinden und als Stützzellen fungieren. Die Zellen ermöglichen den Nervenzellen, normal zu funktionieren.
Astrozyten verwenden Kalziumsignale innerhalb der Zelle, um zu kommunizieren. Man nimmt an, dass diese Signale dabei helfen können, die Aktivität von Nervenzellen großflächig zu koordinieren.“
Rune Enger. Assoziierter Professor, Letten Centre, Institute of Basic Medical Sciences, Universität Oslo
Die Wissenschaftler untersuchten mehrere Dinge: was mit den Pupillen der an Alzheimer erkrankten Mäuse passierte, wenn sie sich bewegten, was die Mäuse gleichzeitig taten und was im Gehirn passierte. Mit genetisch codierten Nanosensoren, die dort aufleuchten, wo Aktivität im Gehirn stattfindet, konnten sie die von den Astrozyten produzierten Kalziumsignale untersuchen. Sie konnten dann vergleichen, was bei Alzheimer-Mäusen mit gesunden Mäusen passierte.
„Unter anderem bekamen die Mäuse einen plötzlichen Luftstoß ins Gesicht, damit wir sehen konnten, was passierte, als sie aufschreckten“, sagte Enger.
Calciumsignale in Astrozyten waren bei Alzheimer-Mäusen reduziert
Da die Wissenschaftler Mäuse untersuchen konnten, die nicht betäubt waren, sich aber frei bewegen konnten, ergab sich ein etwas anderes Bild von dem, was im Gehirn passiert als in früheren Studien.
„Wissenschaftler, die narkotisierte Alzheimer-Mäuse untersuchten, sahen, dass die Aktivität in diesen Zellen zunahm. Gleichzeitig wissen wir, dass die Anästhesie die Astrozyten beeinflusst. In der neuen Studie fanden wir heraus, dass es nicht selbstverständlich war, dass die Aktivität zunahm. Stattdessen sahen wir, dass Kalzium.“ Signale in den Astrozyten waren schwächer, wenn die Mäuse herumliefen und wenn sie aufschreckten im Vergleich zu gesunden Mäusen.Die Astrozyten in den kranken Mäusen unterschieden sich auch signifikant von den gesunden Mäusen, indem sie größer waren und die Form und Expression bestimmter Proteine verändert hatten im Zusammenhang mit Entzündungen“, sagt Enger.
Höchstwahrscheinlich werden die Verbindungen zwischen Astrozyten und Konzentrationszentren beschädigt
„Man kann sich vorstellen, dass die Rolle der Astrozyten ein bisschen wie der Lautstärkeregler eines Radios ist, der viele Nervenzellen gleichzeitig beeinflussen kann. Bei den Alzheimer-Mäusen scheint dieser Mechanismus gestört zu sein. Möglicherweise liegt das an der verminderten Aktivität der Astrozyten.“ dass die Verbindung zwischen diesen Zellen und einem Stress- und Konzentrationssystem des Gehirns beschädigt wird“, sagt der Privatdozent.
Er stellt sich ein mögliches zukünftiges Medikament vor, das Menschen mit Alzheimer helfen könnte.
„Vielleicht können wir in Zukunft Medikamente verwenden, die die Kalziumaktivität in Astrozyten beeinflussen, um die Gehirnfunktion bei Patienten mit dieser Diagnose zu beeinflussen?“, fragt Enger.
Quelle:
Universität Oslo, Medizinische Fakultät
Referenz:
Åbjørsbråten, KS, et al. (2022) Beeinträchtigte astrozytische Ca2+-Signalübertragung bei transgenen Mäusen mit Alzheimer-Krankheit im Wachzustand. eLife. doi.org/10.7554/eLife.75055.
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