Schützender Effekt: Ein beim Sport vermehrt ausgeschütteter Botenstoff kann womöglich dem Fortschreiten von Alzheimer entgegenwirken. Dies legt nun eine Studie mit Mäusen nahe. Demnach gelangt dieses Molekül von den Muskelzellen ins Gehirn und führt bei demenzkranken Tieren unter anderem zu weniger starken Gedächtnisverlusten. Welche Rolle der Botenstoff bei Alzheimer-Erkrankungen des Menschen spielt, müssen nun weitere Studien zeigen.
Bewegung tut gut – das ist inzwischen allgemein bekannt. So wirkt regelmäßige körperliche Aktivität Übergewicht und Stoffwechselstörungen entgegen und hält das Herz jung. Doch nicht nur das: Auch unser Gehirn scheint von einem aktiven Lebensstil zu profitieren. Mediziner gehen inzwischen sogar davon aus, dass Sport Demenzerkrankungen wie Alzheimer vorbeugen oder ihr Auftreten zumindest verzögern kann.
Die Gründe für diesen offenbar schützenden Effekt lagen bislang noch im Dunkeln. Nun aber sind Wissenschaftler um Mychael Lourenco von der Staatlichen Universität Rio de Janeiro in Brasilien auf einen entscheidenden Hinweis gestoßen. Demnach könnte ein bei körperlicher Aktivität von den Muskelzellen vermehrt ausgeschütteter Botenstoff für die positive Wirkung verantwortlich sein: das Protein Irisin.
Weniger „Sport-Proteine“ im Gehirn
Die Forscher beobachteten, dass die Konzentration von Irisin und seinem Vorläufer FNDC5 im Gehirn von Alzheimer-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen auffällig niedrig ist. Bekannt ist, dass Irisin von den Muskeln zu anderen Geweben des Körpers wandert und neben dem Fettstoffwechsel zum Beispiel auch die Bildung von Nervenzellen ankurbelt. Doch welche Rolle spielt das Molekül bei Demenz?
Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, führten Lourenco und sein Team Experimente mit Mäusen durch. Es zeigte sich: Auch bei an Alzheimer erkrankten Nagern finden sich nur geringe Mengen dieses Botenstoffs im Gehirn. Der Rückgang des Irisins scheint dabei mit der Produktion sogenannter Beta-Amyloid-Oligomere zusammenzuhängen. Schädliche Ablagerungen dieser Proteine sind ein typisches Symptom der Alzheimer-Erkrankung.
Folgenreiche Schwimmeinheiten
Die Wissenschaftler vermuteten, dass der niedrige FNDC5/Irisin-Spiegel für einen Teil der kognitiven Beeinträchtigungen bei dieser Demenzform verantwortlich ist. Tatsächlich offenbarte sich: Reduzierten sie die Konzentration des Botenstoffs mithilfe genetischer und pharmakologischer Methoden bei gesunden Mäusen, zeigten auch diese Tiere auf einmal Alzheimer-ähnliche Symptome – unter anderem Gedächtnisprobleme und eine verminderte synaptische Plastizität.
Umgekehrt schien die künstliche Gabe des Botenstoffs bei kranken Mäusen dem Fortschreiten der Symptomatik entgegenzuwirken. Ein ähnlicher Effekt ließ sich mit einem regelmäßigen Sportprogramm erreichen, wie das Forscherteam berichtet. Mäuse, die tägliche Schwimmeinheiten absolvierten, litten demnach unter weniger starken Gedächtnisverlusten. Ein Blick ins Gehirn bestätigte, dass durch die Bewegung tatsächlich auch die Konzentration von FNDC5/Irisin im Gehirn wieder angestiegen war.
Wie wirkt der Botenstoff?
Wie aber kommt dieser positive Effekt des Botenstoffs zustande? Weitere Untersuchungen ergaben: Irisin scheint unter anderem die Aktivität bestimmter Gene zu unterdrücken, deren Expression durch die Beta-Amyloid-Proteine angeregt wird. Außerdem verhinderte es im Experiment den Verlust der Dornenfortsätze dendritischer Nervenzellen – ebenfalls ein Effekt, der durch die Anlagerung von Beta-Amyloid-Proteinen zustande kommen kann. Darüber hinaus kurbelte der Botenstoff einen CAMP-PKA-CREB genannten Signalweg an – dieser ist unter anderem für die Gedächtnisbildung wichtig.
„Die aufregende, in dieser Studie entdeckte Muskel-Gehirn-Verbindung erweitert die Rolle, die periphere Gewebe für die Gesundheit des Gehirns und seine Erkrankungen spielen“, schreiben die nicht an der Studie beteiligten Neurowissenschaftler Xu Chen und Li Gan von der University of California in San Francisco. Allerdings seien weitere Forschungsarbeiten notwendig, um die genaue Bedeutung von FNDC5/Irisin im Gehirn zu verstehen.
Hoffnung auf neue Therapieansätze
Wie gelangt Irisin überhaupt ins Denkorgan und hat das Protein beim Menschen ähnlich positive Effekte wie bei Mäusen? Fragen wie diese wollen die Studienautoren in Zukunft klären. Dabei hoffen sie, dass ihre Ergebnisse eines Tages neue Therapiemöglichkeiten gegen den geistigen Verfall bei Alzheimer-Patienten eröffnen. (Nature Medicine, 2019; doi: 10.1038/s41591-018-0275-4)
Quelle: Nature Press
