Eine Entzündung des Gehirns, auch Enzephalitis genannt, wird häufig durch Bakterien oder Viren verursacht. In selteneren Fällen liegt der Grund in einer Fehlreaktion des Immunsystems. Eine solche autoimmune Enzephalitis kann vielfältige Symptome hervorrufen, da fehlgeleitete Antikörper die Nervenzellen im Gehirn angreifen.
Autoimmunenzephalitis: Wenn das Immunsystem das Gehirn angreift
Bei der Autoimmunenzephalitis greifen fehlgeleitete Antikörper die Nervenzellen im Gehirn an, was zu einer Störung der Kommunikation zwischen den Nervenzellen und einer Beeinträchtigung der Hirnfunktion führt. In den meisten Fällen ist die Ursache für diese Autoimmunreaktion unklar.
Ursachen und Auslöser
- Krebserkrankung: Krebszellen können Eiweiße produzieren, die auch im Gehirn vorkommen. Die vom Immunsystem gebildeten Antikörper gegen den Krebs können dann fälschlicherweise auch das Gehirn angreifen.
- Virusinfektion: Eine Virusinfektion kann die Bildung spezieller Antikörper auslösen, die sich gegen Nervenzellen richten.
- Genetische Faktoren: Genetische Faktoren scheinen ebenfalls eine Rolle bei der Entstehung einer Autoimmunenzephalitis zu spielen.
Symptome und Fehldiagnosen
Die Autoimmunerkrankung kann sich durch unterschiedlichste neurologische und psychiatrische Symptome äußern. Aufgrund der vielschichtigen Symptomatik werden Patientinnen und Patienten zunächst manchmal mit Epilepsie, Burnout oder Alzheimer fehldiagnostiziert.
Diagnose
Die Diagnose einer Autoimmunenzephalitis beginnt mit einem ausführlichen Gespräch (Anamnese) mit einer Ärztin oder einem Arzt. Bei Verdacht auf autoimmune Enzephalitis wird neben einer Blutentnahme auch eine Nervenwasseruntersuchung (Liquorpunktion) durchgeführt. In Blut und Nervenwasser wird nach speziellen Antikörpern (Autoantikörper) gegen Rezeptoren oder Eiweißstoffe auf der Oberfläche von Nervenzellen gesucht. Gleichzeitig können mittels Blut- und Nervenwasseruntersuchung andere Diagnosen wie virale Infekte oder Stoffwechselstörungen ausgeschlossen werden.
Bekannte Formen der Autoimmunenzephalitis
In den vergangenen Jahren sind ständig neue fehlgeleitete Antikörper (Autoantikörper) entdeckt worden, die auf eine autoimmune Enzephalitis hinweisen. Einige der häufigsten und bekanntesten Formen sind:
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- Anti-NMDA-Rezeptor-Enzephalitis: Die häufigste und bekannteste autoimmune Enzephalitis.
- DPPX-Antikörper-assoziierte Enzephalitis: Eine extrem seltene Form einer durch Autoantikörper ausgelöste Hirnentzündung. DPPX steht für "Dipeptidyl-peptidase-like protein-6", ein Eiweiß an der Oberfläche von Nervenzellen. Die klinischen Zeichen der Erkrankung sind vielfältige und unspezifische psychiatrische Symptome wie Stimmungsveränderungen, Halluzinationen, Persönlichkeitsveränderungen sowie epileptische Anfälle und Gedächtnisstörungen. Typisch ist die sogenannte zentrale Übererregbarkeit mit unkontrollierten Muskelzuckungen und einem generellen Muskelzittern (Tremor).
- CASPR2-Enzephalitis: CASPR2-Antikörper können eine Reihe von Symptomen oder Symptomkomplexen im zentralen und peripheren Nervensystem hervorrufen. Dazu gehören kognitive Einschränkungen und epileptische Anfälle, eine Übererregbarkeit des peripheren Nervensystems, aber auch Störungen der Bewegungskoordination und Nervenschmerzen.
- LGi1-Antikörper-Enzephalitis: Bei einer LGi1-Antikörper-Enzephalitis legen die Antikörper die Informationsübertragung zwischen Nerven lahm.
Behandlung
Ist die Erkrankung erkannt, muss die Behandlung sofort beginnen, damit das Immunsystem den eigenen Körper nicht weiter angreifen kann. Die frühe Behandlung ist der wichtigste Faktor für eine langfristige positive Prognose. Zum Einsatz kommen verschiedene Immunsuppressiva, Medikamente, die das Abwehrsystem dämpfen. Eine Blutwäsche (Plasmapherese oder Immunadsorption) kann die schädlichen Antikörper aus dem Blutplasma filtern. In vielen Fällen kommt zur Behandlung und zum Verhindern eines Rückfalls auch das Mittel Rituximab zum Einsatz. Auch wenn die Therapie häufig gut anschlägt, kann sich die Genesung über einen Zeitraum von mehreren Monaten hinziehen.
Die Rolle der Astrozyten
Astrozyten sind spezielle Zellen, die im Gehirn verschiedene essentielle Funktionen übernehmen. Sie strukturieren neuronale Netzwerke, schirmen Neurone voneinander ab, versorgen Neurone mit Metaboliten, entsorgen deren Abfallprodukte und halten das fein abgestimmte Gleichgewicht an Ionen und Transmittern aufrecht. Astrozyten empfangen Signale der Neurone und signalisieren zurück zu ihnen, beeinflussen die synaptische Übertragung und können diese modifizieren.
Untergruppen von Astrozyten
Es gibt mehrere Untergruppen von Astrozyten, darunter:
- Protoplasmische Astrozyten: Haben viele feine Fortsätze und sind weitgehend gleichmäßig in der grauen Substanz verteilt.
- Fibröse Astrozyten: Senden ihre weniger verzweigten Ausläufer parallel zu den Fasertrakten der weißen Substanz aus.
- Bergmann-Gliazellen: Sitzen im Kleinhirn in direkter Nachbarschaft zu den Purkinje-Neuronen in der Körnerzellschicht.
- Müller-Gliazellen: Sind in der Netzhaut anzufinden.
Astrozyten als Versorger und Beschützer der Neurone
Astrozyten stellen Kontakt zu Blutgefäßen her und bilden so "tight junctions". Da Neurone nicht in der Lage sind, Glukose in erforderlicher Menge direkt aus dem Blut zu beziehen, und auch nicht über eigene Energiespeicher verfügen, versorgen die Astrozyten sie mit der benötigten Energie. Dabei verstoffwechseln sie Glukose zunächst selbst zu Milchsäure (Laktat) und stellen sie dann den benachbarten Neuronen zur Verfügung.
Astrozyten sind auch wichtiger Teil der Blut-Hirn-Schranke. Diese verhindert den unkontrollierten Übertritt von Fremdstoffen in das Hirngewebe und damit Infektionen und Entzündungen. Die Astrozyten selbst stellen zwar keine echte Barriere dar; sie steuern jedoch die Ausbildung von Tight-junctions an den Endothelzellen, welche die Blutgefäße auskleiden.
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Astrozyten in der neuronalen Kommunikation
Astrozyten trennen einzelne Synapsen räumlich voneinander und verhindern so, dass Transmitter aus dem Spalt in die Umgebung geraten und umgekehrt Transmitter von außen eindringen. So wird sichergestellt, dass Botenstoffe nur innerhalb einer Synapse wirken und diese nicht verlassen. Astrozyten regulieren auch das von Neuronen in die Synapse abgegebene Kalium und besitzen eigene Transporter zur Säuberung des synaptischen Spalts von "alten" Transmitter-Molekülen.
Astrozyten können keine Aktionspotenziale senden, wie Neurone es tun. Ihre Sprache ist eine andere: Sie unterhalten sich vorwiegend über Ionen-Signale. Denn Astrozyten besitzen Rezeptoren und sind sensibel für unterschiedliche Botenstoffe. Deren Aktivierung führt oft zu einem Anstieg der Kalzium-Konzentration innerhalb der Gliazelle, der sogar zu benachbarten Astrozyten weitergeleitet werden kann. Auch Astrozyten sind in der Lage, Transmitter freizusetzen und können so zurück zu den Neuronen signalisieren.
Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankungen (NMOSD)
Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankungen (NMOSD) umfassen eine Gruppe von seltenen Autoimmunerkrankungen, bei denen Entzündungen vor allem das Rückenmark und die Sehnerven betreffen.
Ursachen und Entstehung
Bei NMOSD greifen fehlgeleitete Abwehrzellen des Immunsystems fälschlicherweise körpereigenes Gewebe an. Dadurch kommt es zu Entzündungen und letztendlich zur Schädigung der Nervenzellen in Rückenmark und Gehirn.
Bestimmte Immunzellen, die sogenannten B-Zellen, bilden zur Abwehr Eiweißmoleküle, sogenannte Antikörper. Bei NMOSD werden Autoantikörper gebildet, von denen einer an Aquaporin 4 (AQP4) bindet. AQP4 ist ein körpereigenes Eiweiß, das unter anderem auf Astrozyten vorkommt. Durch die Bindung des Autoantikörpers an AQP4 und die dadurch ausgelöste Entzündungsreaktion kommt es zur Schädigung der Astrozyten.
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Die wichtigsten bekannten Mechanismen der Krankheitsentstehung bei NMOSD sind:
- AQP4-Autoantikörper (AQP4-AK)
- Interleukin-6 (IL-6)
- Das Komplementsystem (K)
Verlauf und Symptome
Die NMOSD verläuft schubförmig. Als Schub bezeichnen Medizinerinnen und Mediziner das plötzliche Auftreten von Beschwerden oder die Verschlechterung von bestehenden Symptomen. Allerdings bilden sich bei NMOSD die Beschwerden nach einem Schub häufig nicht mehr zurück.
Die Symptome der NMOSD entstehen durch die Schäden an den Nervenzellen. Da NMOSD vor allem die Sehnerven und/oder das Rückenmark betrifft, kommt es häufig zu Sehstörungen und Muskelschwäche in den Armen und Beinen. Die Schädigung der Nerven kann aber auch in anderen Bereichen des Gehirns auftreten und so verschiedene weitere Symptome verursachen, darunter:
- Sehstörungen
- Mobilitätseinschränkungen
- Sensibilitätsstörungen
- Störungen der Blasen- oder Darmfunktion
- Area-postrema-Syndrom
- Fatigue oder erhöhte Tagesschläfrigkeit
- Kognitive Beeinträchtigungen
- Schmerzen
- Sprachstörungen und epileptische Anfälle
- Schwindel und Kopfschmerzen
Diagnose
Besteht der Verdacht auf NMOSD, erfolgt die Diagnose mithilfe von verschiedenen Untersuchungen, darunter:
- Ausführliches Gespräch (Anamnese)
- Körperliche Untersuchung
- Blutuntersuchung
- Test auf AQP4-Autoantikörper
- MRT
- Untersuchung des Nervenwassers (Liquor-Diagnostik)
Serostatus bei NMOSD
Die Bestimmung der AQP4-Autoantikörper erfolgt im Serum, dem flüssigen Bestandteil des Bluts. Sie stellt eine wichtige Untersuchung zur Diagnose der NMOSD dar. Betroffene, bei denen sich die Autoantikörper im Serum nachweisen lassen, bezeichnen Fachleute als "AQP4-Ak-Serostatus-positiv", kurz "Serostatus positiv" oder "seropositiv". Entsprechend sind Betroffene, die keine AQP4-Autoantikörper im Serum aufweisen, "Serostatus negativ" bzw. "seronegativ".
Differentialdiagnose: Multiple Sklerose
Die Multiple Sklerose (MS) gehört ebenfalls zu den Autoimmunerkrankungen und betrifft Gehirn und Rückenmark. Daher kann es zu sehr ähnlichen Symptomen wie bei NMOSD kommen. Die Abgrenzung der NMOSD von der MS ist besonders wichtig, da einige MS-Medikamente bei NMOSD unwirksam oder den Verlauf der NMOSD negativ beeinflussen können.
Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal sind Autoantikörper gegen AQP4. Während 80 Prozent der Patientinnen und Patienten mit NMOSD diese aufweisen, fehlen sie bei MS-Patientinnen und Patienten. Auch bei den MRT-Befunden gibt es Unterschiede: Charakteristisch für die NMOSD sind größere, zusammenhängende Entzündungsherde, vor allem in den Sehnerven und dem Rückenmark. Bei MS finden sich eher viele kleine Entzündungsherde in Gehirn und Rückenmark.
Therapie
Bleiben trotz intensivierter Schubtherapie Restsymptome eines NMOSD-Erkrankungsschubes zurück, gelten grundsätzlich die Prinzipien der symptomatischen Therapien bei MS. Neben medikamentösen Ansätzen nimmt die Physio- und Ergotherapie einen besonderen Stellenwert ein. Für Betroffene ist es wichtig, gemeinsam im Gespräch mit dem Behandlungsteam einen individuell angepassten Therapieplan zu erstellen und in ihren Alltag zu integrieren.
Multiple Sklerose (MS) und die Blut-Hirn-Schranke
Bei Multipler Sklerose (MS) greift das Immunsystem irrtümlich körpereigene Nervenzellen und deren schützende Hüllen, die Myelinscheiden, an. Die Folgen können Lähmungserscheinungen und Gefühlsstörungen sein.
Die Rolle der Blut-Hirn-Schranke
Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) ist ein wichtiger Bestandteil unseres zentralen Nervensystems (ZNS). Sie umgibt unser Nervengewebe und sorgt für ein stabiles Umfeld, indem sie das Gehirn und Rückenmark vor schädlichen Substanzen und Mikroorganismen schützt. Bei MS-Patienten reagieren die Immunzellen jedoch auf körpereigene Bestandteile des ZNS, wie Myelin, und lösen dadurch eine sogenannte Autoimmunreaktion aus.
Infolge dieser Reaktion können weitere Immunzellen die Blut-Hirn-Schranke überwinden, um die vermeintliche Infektion zu bekämpfen. Obwohl die genauen Mechanismen noch nicht vollständig erforscht sind, hat die Forschung der letzten Jahre gezeigt, dass es bei MS-Betroffenen zu vorübergehenden Störungen in der Funktionsweise der BHS kommt. Dadurch wird der streng kontrollierte und regulierte Austausch von Zellen und Substanzen beeinträchtigt, was es fehlgeleiteten Immunzellen aus der Peripherie erleichtert, die BHS zu überwinden und das Nervengewebe anzugreifen.
B-Zellen und T-Zellen bei MS
Bei Multipler Sklerose führen nicht nur bestimmte T-Zellen zu Entzündungen und Schädigungen im Gehirn, sondern auch ein anderer Typ von Abwehrzellen: Sogenannte B-Zellen. Diese aktivieren im Blut die T-Zellen. Im Blut von Menschen mit MS zeigt sich eine erhöhte Aktivierung und Zellteilung jener T-Zellen, die sich gegen die körpereigenen Nervenfaserhüllen richten. B-Zellen, die mit den T-Zellen interagieren, konnten als Auslöser dieses Prozesses festgemacht werden.
Transforming growth factor alpha (TGF-α)
In der aktuellen Studie konnte mit dem Transforming growth factor alpha (TGF-α) ein Schlüsselfaktor für therapeutische Ansätze identifizieren werden. TGF-α ist ein Protein, das im ZNS produziert wird. Es stellt einen Regulator von Immun-Checkpoints dar - sowohl in Nerven- und Hüllzellen des ZNS als auch in Immunzellen, die fehlgeleitet dorthin eingewandert sind und das Gewebe schädigen. TGF-α kann hier das Überleben von Nervenzellen verbessern und zum Abklingen akuter wie chronischer Entzündungsreaktionen führen.
Alzheimer-Krankheit
Bei der Alzheimer-Krankheit sterben nach und nach Nervenzellen im Gehirn ab, was zu einem fortschreitenden Verlust der geistigen (kognitiven) Fähigkeiten führt.
Ursachen und Veränderungen im Gehirn
Die Ursachen der Alzheimer-Krankheit sind noch nicht vollständig geklärt. Fest steht: Bei Menschen mit Alzheimer kommt es zu Veränderungen im Gehirn, die sich in vielfältiger Weise auf die Betroffenen auswirken. Ein typisches Frühsymptom sind Probleme mit dem Kurzzeitgedächtnis.
Im Gehirn von Menschen mit Alzheimer sammelt sich übermäßig viel Amyloid-beta zwischen den Gehirnzellen an und bildet kleinere, giftige Klumpen (Oligomere) und riesige Zusammenlagerungen (Plaques). Im Inneren der Gehirnzellen sorgt das Tau-Protein für die Stabilität und Nährstoffversorgung. Bei der Alzheimer-Krankheit ist das Tau-Protein chemisch so verändert, dass es seiner Funktion nicht mehr nachkommen kann und eine fadenförmige Struktur bildet.
Die Rolle der Gliazellen
Neben den Ablagerungen von Amyloid und Tau kommen Fehlfunktionen bestimmter Zellen als mögliche Auslöser der Alzheimer-Krankheit in Frage. Im Fokus stehen hier insbesondere die Gliazellen, die etwa 90 Prozent aller Gehirnzellen ausmachen. Aufgabe der Gliazellen ist es, die Nervenzellen im Gehirn zu schützen und zu unterstützen, damit die Signalübertragung reibungslos funktioniert. Mikrogliazellen spielen eine wichtige Rolle im Immunsystem unseres Gehirns und sorgen dafür, dass schädliche Substanzen wie Krankheitserreger zerstört und abtransportiert werden. Astrozyten versorgen das Gehirn mit Nährstoffen, regulieren die Flüssigkeitszufuhr und helfen bei der Regeneration des Zellgewebes nach Verletzungen. Astrozyten stehen im Verdacht, an der Verbreitung der giftigen Amyloid-beta-Oligomere und Tau-Fibrillen beteiligt zu sein.
Autoantikörper gegen NMDA-Rezeptoren
Bis zu 20 Prozent der Bevölkerung besitzen Autoantikörper gegen den NMDA-Rezeptor im Blut. Normalerweise verhindert die Blut-Hirn-Schranke den Übertritt der Antikörper aus dem Blut ins Gehirn. Erst wenn diese beschädigt ist, können die Autoantikörper in größerem Umfang wirksam werden. Binden die Autoantikörper im Gehirn an NMDA-Rezeptoren, werden diese aus der Zellmembran der Nervenzellen entfernt (‚internalisiert‘). Dadurch wird die Signalübertragung zu benachbarten Zellen gestört.
Bei Vorliegen einer Entzündung im Gehirn kann die Anwesenheit dieser Autoantikörper zu einer sogenannten Anti-NMDAR-Enzephalitis führen. Chronischer Stress kann die Konzentration dieser Autoantikörper im Blut jedoch schon in jungen Jahren in die Höhe treiben.
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