Cholin, ein Nährstoff, der oft im Zusammenhang mit mentaler Leistungsfähigkeit genannt wird, spielt eine essentielle Rolle für den Körper und insbesondere für das Gehirn. Die Forschung zu Cholin und Alzheimer hat in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte gemacht, und neue Erkenntnisse deuten auf vielversprechende Präventions- und Behandlungsansätze hin.
Die Bedeutung von Cholin für Gehirn und Körper
Cholin ist ein essentieller Nährstoff, der vielfältige Funktionen im Körper erfüllt. Es ist beispielsweise verantwortlich für den Erhalt der Zellmembranen und die Übertragung von Nervensignalen im Gehirn. Innerhalb des Gehirns spielt Cholin eine wichtige Rolle bei der Weiterleitung von Informationen. Die beiden Teilstoffe Alpha-GPC und Citicolin sind besonders relevant für die mentale Fitness und Konzentrationsfähigkeit.
Neben den mentalen Funktionen spielt Acetylcholin, ein Neurotransmitter, der aus Cholin synthetisiert wird, auch eine wesentliche Rolle im Körper, einschließlich des "Muscle Memory" (Muskelgedächtnisses). Für diesen Abspeicherungsprozess wird ebenfalls Acetylcholin benötigt.
Ein leerer Cholinspeicher kann verschiedene Ursachen haben, meistens liegt der Grund aber in einer zu einseitigen Ernährung. Acetylcholin kann zwar in gewissen Mengen selbst vom Körper hergestellt werden, dies reicht aber nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken. Eine geringere Konzentrationsfähigkeit, Erinnerungsschwächen und Schäden an der DNA können die Folgen sein. Ist die Konzentration von Acetylcholin zu gering, wird es Stück für Stück aus den bestehenden Zellen recycelt. Es werden die cholinhaltigen Strukturen im Gehirn angegriffen, und das Cholin aus den Membranen im Körper wird verwertet. Da der Körper selbst nicht ausreichend Acetylcholin bereitstellen kann, ist es wichtig, über die Nahrung eine weitere Menge des Mikronährstoffs aufzunehmen.
Cholin, Acetylcholin und Alzheimer: Ein komplexer Zusammenhang
Untersuchungen an Alzheimer-Patienten haben ergeben, dass Betroffene häufig erniedrigte Cholinkonzentrationen im Gehirn aufweisen. Ein Mangel an Cholin führt zur Beeinträchtigung der neuronalen Membranstruktur. Es kommt zu Veränderungen von Durchlässigkeit und Integrität der Myelin-Membran der Schwann’schen Zellen, die die Axone der Nervenzellen als Isolatoren umgeben. In der Folge veranlassen lysosomale Enzyme den Abbau von Amyloidvorläufer-Proteinen zu Amyloid. Hierbei handelt es sich um ein pathologisches (krankhaftes) niedermolekulares Protein (Eiweiß), das sich unter Bildung grauweißer, speck- oder wachsartiger Massen zusammen mit Glykoproteinen und Proteoglykanen - als uneinheitliche Eiweiß-Kohlenhydrat-Komplexe - um retikuläre und kollagene Fasern in Organen - bevorzugt in Gehirn, Leber, Niere - ablagert. Amyloid findet sich im Gehirn von Alzheimer-Patienten in stark erhöhten Konzentrationen.
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Gedächtnisstörungen bei der Alzheimer-Erkrankung werden unter anderem auf einen Mangel des Botenstoffs Acetylcholin im Gehirn zurückgeführt. Medikamentöse Behandlungen der Erkrankung zielen daher meist auf eine Erhöhung der Acetylcholin-Spiegel ab, sind aber nur in späten Erkrankungsphasen nachweislich wirksam. Der Botenstoff Acetylcholin ist für Gedächtnis und Aufmerksamkeit von zentraler Bedeutung. Dies zeigt sich auch daran, dass bei der Demenz vom Alzheimer-Typ Acetylcholin-produzierende Nervenzellen besonders früh und schwer betroffen sind.
Die Rolle von Citicolin und Alpha-GPC
Citicolin ist als Mittel zur Leistungssteigerung interessant, weil es leicht die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann. Cholin kann beispielsweise nicht die Blut-Hirn-Schranke passieren und muss vorher verschiedene Umwandlungsprozesse durchlaufen. Nebenbei hat es auch noch einen positiven Effekt auf die Ausschüttung eines anderen Botenstoffs, nämlich auf Dopamin, der auch als Glückshormon bekannt ist. Wissenschaftlich belegt ist, dass durch die Gabe von Citicolin die Gedächtnisfähigkeit bis zu einem gewissen Grad verbessert werden kann. In einer Studie wurde über 2000 Patienten über 5 Monate Citicolin verabreicht.
Alpha-GPC (Alpha-Glycerlyphosphorylcholin) steht am anderen Ende der Umwandlungskette von Acetylcholin. Dieser Bestandteil von Cholin hat geistig-unterstützende Eigenschaften und spielt besonders für die mentale Leistung eine große Rolle. Es überwindet die Blut-Hirn-Schranke und wirkt nach der Umwandlung entweder auf die Neurotransmitter Acetylcholin oder Dopamin.
Forschungsergebnisse und Studien
Die Frage nach mehr Gedächtnisleistung lässt sich nicht einheitlich beantworten, steht die Forschung in dem Bereich doch noch relativ am Anfang. Jedoch gibt es vielversprechende Forschungsergebnisse.
Die SMART-Studie
Um den derzeitigen Wissensstand zum positiven Einfluss von Bewegung auf das Gehirn zu erweitern, haben Alternsforscher und Sportmediziner an der Goethe-Universität in einer randomisierten kontrollierten Studie die Effekte von regelmäßiger Bewegung auf den Gehirnstoffwechsel und das Gedächtnis von 60 Teilnehmern im Alter zwischen 65 und 85 Jahren untersucht. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Translational Psychiatry“ berichteten, untersuchten sie für die SMART-Studie (Sport-und Metabolismus im Alter - eine MRT Studie) alle Teilnehmer ausführlich sportmedizinisch und neuropsychologisch. Außerdem wurden der Gehirnstoffwechsel und die Gehirnstruktur im Magnetresonanztomographen (MRT) gemessen. Im Anschluss an die Untersuchungen stiegen die Teilnehmer über einen Zeitraum von 12 Wochen dreimal wöchentlich auf ein Fahrradergometer. Nach dem Abschluss des Sportprogramms wurden die Teilnehmer erneut untersucht, um Effekte des Trainings auf den Gehirnstoffwechsel, die Denkleistung und die Gehirnstruktur zu erfassen.
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Tatsächlich hatte das Training den erwarteten Einfluss auf den Gehirnstoffwechsel: es verhinderte den Anstieg von Cholin. Die Konzentration dieses Stoffwechselprodukts steigt häufig durch den vermehrten Untergang von Nervenzellen an, wie er beispielsweise bei der Alzheimer Demenz auftritt. Durch das Training konnte die Cholinkonzentration im Gehirn der Probanden konstant gehalten werden, während sie bei der Kontrollgruppe anstieg.
Die LipiDiDiet-Studie
Vielversprechende Erfolge werden jetzt aus Finnland, Schweden, den Niederlanden und Deutschland im Kontext der LipiDiDiet-Studie berichtet. Die Wissenschaftler haben erstmals untersucht, ob ein nährstoffangereicherter Joghurt Menschen nutzt, deren Kurzzeitgedächtnis zwar temporär ausfällt, doch ohne dass schon die Alzheimer-Demenz diagnostiziert ist. Die Idee: Zu helfen, indem den Hirnzellen täglich wichtige Bestandteile der Nervenzellmembranen zugeführt werden, um die Weiterleitung von Informationen zu unterstützen. Der Nährstoffcocktail enthielt daher überwiegend Omega-3-Fettsäuren (1.500 mg Docosahexaensäure und Eicosapentaensäure pro Tag), Phospholipide und Cholin sowie Vitamin B12, B6 und Folsäure, Vitamin E, Vitamin C, Selen und Uridinmonophosphat in hoher Konzentration. Zwei Jahre lang konsumierten 311 freiwillige Testpersonen täglich entweder den nährstoffreichen oder den naturbelassenen Joghurt.
Eierkonsum und Alzheimer-Risiko
Eine Studie unter der Leitung der University of Wolverhampton in England in Zusammenarbeit mit mehreren britischen und chinesischen Universitäten, die 2024 im Fachmagazin Nutrients erschien, untersuchte die Ernährungsgewohnheiten von 233 älteren Demenzkranken sowie einer gleich großen Vergleichsgruppe ohne Demenz. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass ein Ei pro Tag helfen kann, das Demenzrisiko zu senken“, sagt Ruoling Chen, Professor für Public Health und medizinische Statistik an der University of Wolverhampton und Leiter der Studie.
In einer weiteren Studie untersuchten Forschende aus den USA über 1.000 Erwachsene mit einem durchschnittlichen Alter von 81 Jahren. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass der wöchentliche Verzehr von Eiern (mehr als ein Ei pro Woche) mit einem um 47 % reduzierten Risiko für die Entwicklung einer Alzheimer-Demenz einherging. Forscher berichteten, dass Cholin aus der Nahrung maßgeblich für den Zusammenhang zwischen Eiern und einem geringeren Risiko für Alzheimer-Demenz verantwortlich ist - es erklärt 39 % dieses Zusammenhangs.
Es gibt noch weitere Studien, die den positiven Einfluss von Cholin-reicher Nahrung beschreiben. Sicher ist jedoch: „Der Einfluss von Lebensmitteln auf unser Gehirn ist sehr groß“, sagt Dr. Anne Pfitzer-Bilsing, Leiterin Wissenschaft beim Verein Alzheimer Forschung Initiative e.V. Das belegt auch eine Veröffentlichung der Lancet-Kommission für Demenzprävention von 2024, in der insgesamt 14 modifizierbare Risikofaktoren für Demenzen benannt wurden. „Wenn von diesen Faktoren, alle, die direkt mit der Ernährung zusammenhängen, bekämpft würden, könnten zwölf Prozent der Demenzen verhindert werden“, sagt Pfitzer-Bilsing.
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Trotz der positiven Auswirkungen warnen die oben genannten Studien davor, jetzt nur noch Eier zu essen. Denn wer mehr als zwei Eier täglich isst, könnte sein Risiko für Demenz sogar erhöhen, heißt es in der Studie aus England und China. So bleibt abschließend zu sagen: Eier, ja - aber in Maßen. Und für alle, die keine Eier mögen, kommt zum Schluss noch eine gute Nachricht: Auch Obst, Beeren, Gemüse, Nüsse und Fisch sind gut für die grauen Zellen.
Rivastigmin und Acetylcholinmangel
In einem pharmakologischen Experiment haben Wissenschaftler aus Köln und Jülich den Zusammenhang zwischen dem Acetylcholin-Stoffwechsel individueller Patienten und der Wirkung eines Alzheimer-Medikamentes untersucht. Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass das Alzheimer-Medikament Rivastigmin bei einer frühen Alzheimer-Erkrankung nur dann gedächtnisrelevante Nervenzellaktivität normalisiert und die Gedächtnisleistung verbessert, wenn ein Acetylcholinmangel vorliegt. „In frühen Phasen der Alzheimer-Erkrankung liegt allerdings nicht bei jedem Patienten ein relevanter Acetylcholin-Mangel vor“, erläutert Dr. Nils Richter von der Arbeitsgruppe „Kognitives Altern und Demenz“ an der Klinik für Neurologie der Uniklinik Köln. Die Studie ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer individualisierten Behandlung der Alzheimer-Erkrankung.
Amyloid-Beta-Peptide und Cholin-Stoffwechsel
Eine gestörte Funktion der cholinergen Neuronen ist ein Hauptfaktor für den mit der Alzheimer-Krankheit verbundenen kognitiven Abbau. Defizite in der normalen Homöostase des hochaffinen Cholin-Transporters führen zu einer gestörten cholinergen Neurotransmission aufgrund einer gestörten Cholin-Homöostase. Es hat sich gezeigt, dass Amyloid beta, ein wichtiger Treiber der Alzheimer-Pathologie, die normale synaptische Übertragung beeinträchtigt.
Forscher zeigen, dass Amyloid beta die Cholinaufnahme verringert und die Menge des hochaffinen Cholintransporters an der Zellmembran durch Störung seines normalen Zyklusses reduziert. Eine lysosomale Hemmung könnte diesem Effekt entgegenwirken, konnte aber die Auswirkungen von Amyloid beta auf die Aktivität des Transporters nicht verhindern. Schließlich konnten die Forscher den pathologischen Phänotyp durch den Einsatz von Antikörpern verbessern, die auf die mittlere Region des Amyloid-beta-Peptids gerichtet waren, was auf ein spezifisches Epitop oder eine spezifische Konformation hinweist, die für dieses Verhalten verantwortlich ist.
Weitere Faktoren und Forschungsansätze
Schließlich ist eine Serin- und Methionin-reiche Kost sehr wichtig, um ausreichend Cholin synthetisieren zu können. Nur mit adäquaten Cholinkonzentrationen in den einzelnen Geweben und Organen, insbesondere im Gehirn, können die neuronalen Zellmembranen vor Strukturveränderungen und Funktionsverlust geschützt werden - Vorbeugung vor Morbus Alzheimer.
Gegen die Alzheimer Erkrankung hilft noch immer kein Medikament. Doch die Erwartungen sind hoch, mit Hilfe mikronährstoffreicher Kost den beschleunigten Verlust von Hirnzellen wenigstens verzögern zu können.
In der Therapie einer Alzheimer-Demenz werden Substanzen eingesetzt, die die cholinerge Neuronentransmission verbessern können. Eine Möglichkeit dazu ist, die noch verfügbare Konzentration von Acetyl-cholin zu erhöhen. Dies lässt sich durch Hemmung der Acetylcholinesterase erreichen, die den Neurotransmitter nach jeder Signalübertragung abbaut und damit inaktiviert. Inhibitoren der Acetylcholinesterase sind wirksame Pharmaka in der Behandlung von Alzheimer-Demenz. Sie haben allerdings den Nachteil, dass sie wegen ihrer cholinergen Nebenwirkungen nur sehr zurückhaltend dosiert werden können und ihr therapeutischer Effekt mit der Zeit nachlässt.
Das neuartige Antidementivum Galantamin (Reminyl®) ist zwar auch ein Acetylcholinesterase-Hemmer, jedoch ist seine Hemmwirkung wenig stark ausgeprägt. Dafür zeigt die ursprünglich aus Schneeglöckchen (Galanthus nivalis) isolierte Substanz andere positive Effekte im Zentralen Nervensystem: Es reduziere den Verlust an nikotinischen Acetylcholin-Rezeptoren (nAChR), an Synapsen und an Neuronen.
Schutz der Leber und Cholinmangel
Die Parenchymzellen der Leber haben eine sehr hohe Membrandichte. Phosphatidylcholin ist wesentlicher Bestandteil dieser Membranen, die für diverse Zellfunktionen wichtig sind. Anhand von verschiedenen Studien konnte bestätigt werden, dass eine zusätzliche Zufuhr von 1-3 g Phosphatidylcholin pro Tag einen förderlichen Einfluss auf die Membranintegrität ausübt. Demnach kann Lezithin vor Leberfunktionsstörungen beziehungsweise leberschädigenden Einflüssen - zum Beispiel durch bestimmte Medikamente - schützen. Weiterhin weist Phosphatidylcholin lipophile Eigenschaften auf. Lecithin ist für die Bildung des Lipoproteins VLDL erforderlich, welches für den Transport von Triglyceriden aus der Leber benötigt wird. Schließlich kommt Phosphatidylcholin eine wesentliche Bedeutung in der Vermeidung einer Akkumulation von Fett in der Leber und damit akuter Leberschäden zu.
Liegt ein Cholin-Defizit vor, so sammeln sich aufgrund der eingeschränkten VLDL-Synthese vermehrt Triglyceride in der Leber an. In der Folge werden die Triglyceride zu Diacylglycerol metabolisiert. Hohe Spiegel an Diacylglycerol fördern die Aktivität der Proteinkinase C. Wird die Aktivität dieses Enzyms dauerhaft übermäßig stimuliert, führt das zu einer erhöhten Zellproliferation bis hin zum Tumorwachstum.