Einleitung
Die Parkinson-Krankheit ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust von Nervenzellen in bestimmten Gehirnregionen gekennzeichnet ist. Dieser Artikel beleuchtet den komplexen Zusammenhang zwischen Dopamin, Acetylcholin, den Synapsen und der Parkinson-Krankheit, wobei auf die neuesten Forschungsergebnisse und Therapieansätze eingegangen wird.
Die Entdeckung der Neurotransmitter: Ein historischer Überblick
Bis ins frühe 20. Jahrhundert glaubte man, dass die Kommunikation zwischen Nervenzellen ausschließlich über elektrische Impulse erfolgt. Im Jahr 1921 gelang es jedoch dem Mediziner Otto Loewi, die Existenz von chemischen Botenstoffen, den Neurotransmittern, zu beweisen.
Loewis Experiment mit Froschherzen
Loewi führte ein bahnbrechendes Experiment mit Froschherzen durch. Er entnahm einem Frosch das Herz und legte es in ein Becherglas mit Kochsalzlösung. Anschließend stimulierte er den Vagusnerv des Frosches, einen der längsten Hirnnerven, mit einem elektrischen Impuls, was zu einer Verlangsamung des Herzschlags führte. Dann entnahm er mit einer Pipette die Blutersatzlösung aus der Herzkammer und übertrug diese auf ein zweites isoliertes Froschherz. Daraufhin schlug auch dieses Herz langsamer, als wäre sein Vagusnerv gereizt worden. Damit hatte Loewi gezeigt, dass die Vagusreizung über einen Stoff im Extrazellulärraum vermittelt wird. Dieser Botenstoff wurde später als Acetylcholin identifiziert. Henry Hallett Dale und Otto Loewi erhielten 1936 zusammen den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen bei der chemischen Übertragung der Nervenimpulse.
Die Bedeutung von Acetylcholin
Acetylcholin (ACh) ist ein wichtiger Neurotransmitter, der an vielen unterschiedlichen Prozessen beteiligt ist. Es findet sich im zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) sowie im peripheren Nervensystem.
Neurotransmitter: Botenstoffe des Nervensystems
Neurotransmitter sind Botenstoffe von Nervenzellen, die elektrische Signale von einem Neuron in ein chemisches Signal umwandeln und in der nächsten Zelle wieder ein elektrisches Signal hervorrufen können. Zu den bekanntesten Transmittern gehören Dopamin und Serotonin, die eine erregende sowie dämpfende Wirkung haben. Dopamin (DA) und Serotonin (SRT) sind Monoamin-Neurotransmitter, die bei vielen Aspekten der Funktionen des Nervensystems von Säugetieren eine Schlüsselrolle spielen.
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Die Rolle von Dopamin
Zu den am besten untersuchten Funktionen von Dopamin im Nervensystem gehören Kognition, Motorik, Belohnungsmechanismen durch Hirnstimulation, Ess- und Trinkverhalten, Sexualverhalten, neuroendokrine Regulation sowie selektive Aufmerksamkeit. Veränderungen des Dopaminlevels, also die Veränderung der Ausschüttung im Körper, führen zu schweren neurologischen und psychiatrischen Störungen. Die bekannteste Störung ist die Parkinson-Krankheit, die durch einen Zellverlust verursacht wird. Andere Störungen, die auf eine abnorme Dopaminfunktion zurückzuführen sind, sind beispielsweise Sucht, Schizophrenie, bipolare Störungen, Chorea Huntington, Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung und auch das Tourette-Syndrom.
Die Rolle von Serotonin
Serotonin wiederum besitzt im menschlichen Organismus insbesondere auf das Herz-Kreislauf-System, den Magen-Darm-Trakt und das Nervensystem vielfältige Wirkungen. Serotonin ist wahrscheinlich am bekanntesten für seine Rolle bei der Vermittlung eines Gefühls der Zufriedenheit und des Glücks. Es ist an praktisch jeder Art von Verhalten beteiligt, z. B. an appetitiven, emotionalen, motorischen, kognitiven und autonomen Funktionen. Veränderungen im serotonergen System (SRTergic) spielen bei vielen Erkrankungen, darunter Depressionen, Schizophrenie, Migräne, Angstzustände und Demenz eine Rolle.
Das Gleichgewicht der Neurotransmitter
Es ist wichtig, immer genügend, aber auch nicht zu viel Dopamin und Serotonin im Körper zu haben. Die richtige Balance ist wichtig. Wenn wir nun von etwas zu wenig haben, ist das immer nachteilig für die Gesundheit. An vielen neurodegenerativen Erkrankungen wird heute geforscht. Wir versuchen z.B. durch die Gabe von Vorstufen der Neurotransmitter oder der Beeinflussung von Synthese/Abbau gezielt einen Verlust oder eine Defizienz auszugleichen.
Die Parkinson-Krankheit: Ein Ungleichgewicht der Neurotransmitter
Bei Morbus Parkinson kommt es zu einem relativen Überschuss an Acetylcholin, der zustande kommt, wenn beim Untergang von Hirnregionen ein Ungleichgewicht zwischen den Botenstoffen entsteht, also ein Ungleichgewicht zwischen Acetylcholin und Dopamin zugunsten von Acetylcholin. Acetylcholin hat einen starken Einfluss auf die Motorik, und daher kann man unter anderem auch das Muskelzittern beim Morbus Parkinson erklären.
Ursachen und Symptome
Parkinson ist eine neurologische Erkrankung, die schon sehr lange bekannt ist - erste Beschreibungen der typischen Beschwerden gehen zurück bis in die Antike. Die Krankheit wurde nach dem englischen Arzt und Apotheker Dr. James Parkinson benannt. 1817 beschrieb er erstmalig diese Art der Bewegungsstörung und gab ihr den Namen "Schüttellähmung". In Deutschland gibt es aktuell bis zu 400.000 Menschen mit Parkinson - jedes Jahr steigt die Zahl der Betroffenen um ca. 13.000. Am häufigsten tritt Parkinson bei Menschen zwischen dem 55. und 65. Lebensjahr auf. Es gibt aber auch Betroffene, die schon vor dem 40. Lebensjahr an Parkinson erkranken. Eindeutige Gründe für den Neuronenabbau im Gehirn eines Menschen mit Parkinson gibt es bis heute nicht. Daher spricht man auch vom sogenannten "idiopathischen" Parkinson, d. h. einer Krankheit ohne erkennbare Ursache. Man vermutet, dass eine Belastung durch Pestizide oder eine Schädigung der Körperzellen durch körpereigene Stoffwechselprodukte ("freie Radikale") eine Parkinson-Erkrankung begünstigen können. Darüber hinaus gibt es auch Hinweise darauf, dass bestimmte Veränderungen im Erbgut Parkinson hervorrufen können. Diese vererbbare Form der Erkrankung ist sehr selten und tritt meist vor dem 40. Lebensjahr auf.
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Die Rolle der Synapsen
Nervenzellen (Neuronen) im Gehirn tauschen laufend Informationen aus. Der Informationsaustausch von Zelle zu Zelle erfolgt über Schaltstellen (Synapsen) mit Hilfe von Botenstoffen, den so genannten Neurotransmittern. Im Normalfall setzt eine Nervenzelle A nach eingehendem Impuls den Botenstoff Dopamin über den synaptischen Spalt an Nervenzelle B frei. Folgende drei Botenstoffe sind für die Impulsübertragung zwischen Nerven, die an der Bewegungskoordination beteiligt sind, von entscheidender Bedeutung: Dopamin, Acetylcholin und Glutamat. Nur wenn diese drei Stoffe miteinander im Gleichgewicht sind, kann eine koordinierte Bewegung erfolgen. Bei Parkinson-Patienten ist dieses Gleichgewicht nicht gegeben - eine Störung der Informationsübertragung ist die Folge.
Die Substantia Nigra und der Dopaminmangel
Ursache für die gestörte Informationsübertragung ist das Absterben von Nervenzellen in einer speziellen Region des Gehirns, der "schwarzen Substanz" (lat. Substantia nigra). Diese Nervenzellen produzieren den Botenstoff Dopamin, über den sie mit Nervenzellen einer anderen Gehirnregion - dem so genannten Streifenkörper (Striatum) - Informationen austauschen. Durch den Untergang der dopaminproduzierenden Nervenzellen in der schwarzen Substanz kommt es zu einem Mangel an Dopamin und somit zu einem Ungleichgewicht der Botenstoffe. Das führt u.a. zu Störungen in den Bewegungsabläufen, eines der Hauptsymptome von Parkinson. Die Region Substantia nigra im Gehirn wurde nach ihrer dunklen Färbung (niger = lat. schwarz) benannt. Diese Region enthält ca. 400.000 Zellen, die sich kurz nach der Geburt eines Menschen dunkel färben. Bei Menschen mit Parkinson verblasst diese Substanz jedoch zunehmend, wie der rechte Querschnitt des Gehirns in dieser Abbildung zeigt. Im Laufe eines gesunden Lebens sterben jährlich ca. 2.400 Zellen in der Substantia nigra ab - beim Parkinson-Syndrom ist dieser Prozess aus ungeklärten Gründen beschleunigt. Laut Studien sind mehr als 80 % der Nervenzellen in der schwarzen Substanz bereits zugrunde gegangen, bevor die typischen Parkinson-Symptome auftreten.
Genetische und Umweltfaktoren
Bei der Parkinson-Erkrankung wissen wir, dass nur 10% genetischen Ursprungs sind. Es ist also sehr wichtig, Substanzen in der Umwelt zu identifizieren, die ein neurodegeneratives Potential aufweisen. Wir beschäftigen uns im Rahmen unserer Forschung beispielsweise mit der Neurotoxizität durch Lebensmittel-/ und Umwelt-relevante Metallverbindungen.
Mangan und Neurotoxizität
Eine berufliche oder ernährungsbedingte Überversorgung mit dem Spurenelement Mangan kann zu toxischen Effekten auf das Nervensystem führen, die eine Reihe von Symptomen auslösen können, wie beispielsweise Gangänderungen, Koordinationsstörungen, Halluzinationen oder mentale Reizbarkeit. Diese führen letztendlich zu einem irreversiblen Krankheitsbild, welches als Manganismus bezeichnet wird. Dieses weist mit der Präsenz von motorischen und kognitiven Beeinträchtigungen eine ähnliche Neuropathologie auf wie die Parkinson`sche Krankheit. Die neurotoxischen Effekte von Mangan sind seit mittlerweile 175 Jahren bekannt und seine Wirkmechanismen sind im Laufe des letzten Jahrhunderts intensiv erforscht worden. Trotzdem sind bis heute die Mechanismen der manganvermittelten Neurotoxizität unzureichend aufgeklärt. Ein Zusammenhang mit oxidativem Stress, mitochondrialer Dysfunktion und Proteinaggregation wird zwar vermutet, ist aber noch nicht bewiesen. Das Alter erklärt nicht immer alles, sondern auch Umweltfaktoren tragen zu Krankheitsbildern bei. Hier müssen wir meiner Ansicht nach ansetzen. Wir müssen herausfinden, inwieweit Umweltfaktoren ein Risikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen sind und zur Krankheitsbildung beitragen. Dann kann ich auch versuchen, dass sich Menschen bestimmten Risikofaktoren nicht mehr aussetzen. Wenn bestimmte Metalle z.B.
Forschung zu Metallverbindungen und neuronalen Zellen
Wir beschäftigen uns mit dem Einfluss lebensmittel/ und umweltrelevanter Metallverbindungen auf neuronale Zellen. Da gibt es unterschiedliche Modelle. Zum einen Zellkulturmodelle und zum anderen den Fadenwurm C. elegans. Um die neurotoxische bzw. neuroprotektive (positiv beeinflussende) Wirksamkeit einer ins Gehirn transferierten Verbindung abschätzen zu können, setzen wir in der Zellkultur menschliche Neuronen ein. So konnten wir jüngst zeigen, dass eine Überversorgung mit dem Spurenelement Mangan das Neuritenwachstum - das sind die Verbindungen zwischen den Neuronen - negativ beeinflusst. Das eigentlich schön anzusehende Netzwerk im gesunden Organismus (links) wird durch die Trennung der Verbindungen zerstört (rechts).
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Therapieansätze bei Parkinson
Im Falle der Parkinson-Erkrankung behandelt man daher mit Levodopa (L-Dopa), einer Vorstufe des Dopamins. Das ist derzeit die wirksamste medikamentöse Standardtherapie, die, je nachdem in welchem Stadium der/die Patient/in sich befindet, eine Linderung der Symptome bringt. Eine andere Möglichkeit sind sogenannte MAO- und COMT-Hemmer, die dafür sorgen, dass das Dopamin nicht mehr im Gehirn abgebaut wird. Das sind nur zwei Ansätze, wobei man sagen muss, dass wir bis heute neurodegenerative Erkrankungen noch immer unzureichend verstanden haben. Und für das, was wir nicht ganz verstehen, fehlen uns natürlich auch die geeigneten Therapieansätze.
Medikamentöse Behandlung
Die medikamentöse Behandlung von Parkinson zielt darauf ab, die Botenstoffe im Gehirn wieder in ihr Gleichgewicht zu bringen und damit die motorischen Defizite abzumildern. Dazu kommen Medikamente zum Einsatz, die den Dopaminmangel wieder ausgleichen, wie zum Beispiel Levodopa (in Kombination mit einem Decarboxylasehemmer). Levodopa (L-3,4-Dihydroxyphenylalanin oder auch L-Dopa) ist eine Vorstufe von Dopamin, die im Gegensatz zu diesem die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann. Im ZNS wird Levodopa durch enzymatische Decarboxylierung in Dopamin umgewandelt. Levodopa wird daher bei oraler Gabe immer fix mit einem der beiden peripher wirksamen Dopa-Decarboxylase-Hemmer (DDI) Carbidopa oder Benserazid kombiniert.
Nicht-medikamentöse Therapien
Neben der medikamentösen Behandlung sind nicht-medikamentöse Therapien sehr wichtig. Die Erkrankten werden dabei unterstützt, ihre bestehenden kognitiven Fähigkeiten und Alltagskompetenzen möglichst lange zu erhalten. Zur Linderung der motorischen Symptome der Parkinson-Erkrankung wird möglichst viel körperliche Aktivität empfohlen.
Innovative Therapieansätze
Die Therapien in der Neurologie versuchen, die Schädigungsmechanismen zu beseitigen oder zumindest zu verringern. Manchmal können Botenstoffe durch Medikamente ersetzt werden. Bei der Therapie gab es in den letzten Jahren enorme Fortschritte: so gibt es beispielsweise immer effektivere Medikamente, die die chronische Entzündung bei der Multiplen Sklerose massiv eindämmen. Und selbst als unheilbar geltende Erkrankungen aufgrund von genetischen Störungen können mittlerweile repariert werden. Dazu gehört beispielsweise die Spinale Muskelatrophie, bei der oft bereits im Kindesalter das Muskelwachstum gestört ist und es zum lebensbedrohlichen Muskelschwund kommt. Am besten ist es, die Entstehung von Erkrankungen zu verhindern. Dazu können Medikamente notwendig sein - wie zum Beispiel Blutverdünner gegen den Schlaganfall - oder ein gesunder Lebensstil mit viel Bewegung und ausgewogener Ernährung.
Parkinson und Demenz: Eine mögliche Verbindung
Parkinson und Demenz zusammen zu nennen mag auf den ersten Blick ungewöhnlich erscheinen. Hat man doch zwei völlig unterschiedliche Patienten-Typen im Kopf. Auch die Medikation und die Pathogenese, also die Entstehung und Entwicklung einer Krankheit, unterscheiden sich. Doch zum einen stellen Morbus Parkinson und Morbus Alzheimer (häufigste demenzielle Erkrankung) die zwei häufigsten neurodegenerativen Krankheiten dar. Zum anderen entwickeln ungefähr 30 bis 40 Prozent der Parkinson-Patienten zusätzlich eine Demenz. Nur, wie kann ein Demenz-Syndrom auftreten, wenn Morbus Parkinson andere Ursachen hat und andere neurobiologische Strukturen betroffen sind? Zu Anfang sei erklärt, dass es sich bei einer Demenz um ein psychiatrisches Syndrom handelt, das bei degenerativen und nicht-degenerativen Erkrankungen auftritt - nicht um eine eigenständige Krankheit. Die bekannteste Erkrankung, bei der das Leitsymptom Demenz auftritt, ist Morbus Alzheimer. Häufig werden Demenz und Alzheimer umgangssprachlich synonym verwendet, dies ist aber nicht korrekt. Das Syndrom beschreibt den Verlust kognitiver, sozialer und emotionaler Fähigkeiten und kann in verschiedene Formen unterschieden werden.
Parkinson-Demenz
Bei vielen Menschen mit Parkinson treten im Verlauf der Erkrankung kognitive Beeinträchtigungen auf. Von einer Parkinson-Demenz spricht man, wenn ein Mensch mit Parkinson mindestens zwei kognitive Einschränkungen aufweist, die sein unabhängiges Leben erschweren. Wie stark diese Einschränkungen sind, ist von Person zu Person unterschiedlich. Häufig sind die Aufmerksamkeit, die Problemlösefähigkeit, die Sprache oder die Orientierung betroffen. Auch das Lang- und Kurzzeitgedächtnis kann bei Menschen mit Parkinson-Demenz nachlassen. Menschen mit Parkinson-Demenz verarbeiten Informationen oft langsamer und es kann zu Persönlichkeitsveränderungen kommen.
Lewy-Körperchen-Demenz
Die Lewy-Körperchen-Demenz (auch: Lewy-Body Demenz) ähnelt der Parkinson-Demenz in einigen Punkten. Beide Krankheiten führen zu Problemen beim Denken und bei der Bewegung. Es gibt jedoch zwei wichtige Unterschiede: Bei der Parkinson-Demenz sammeln sich schädliche Proteine vor allem in einem bestimmten Bereich des Gehirns, der Substantia nigra. Bei der Lewy-Körperchen-Demenz befinden sie sich dagegen hauptsächlich in der Großhirnrinde. Die Reihenfolge der Beschwerden ist unterschiedlich: Bei der Lewy-Körperchen-Demenz treten die Probleme mit dem Denken oft zuerst oder gleichzeitig mit den Bewegungsstörungen auf. Wenn eine Parkinson-Erkrankung vorliegt, kann sich im Krankheitsverlauf eine Demenz entwickeln. Deshalb ist es wichtig die geistigen Fähigkeiten zu beobachten. Angehörige können hierbei unterstützen. Um die geistigen Fähigkeiten zu überprüfen, gibt es spezielle Gedächtnistests. Ein Test, der extra für Menschen mit Parkinson entwickelt wurde, heißt PANDA-Test (Parkinson Neuropsychometric Dementia Assessment). Damit werden zum Beispiel die Aufmerksamkeit, das Erinnerungsvermögen oder die Wortfindung getestet. Wenn der Verdacht auf eine Demenz besteht, können weitere Tests wie eine MRT-Untersuchung zeigen, ob Teile des Gehirns geschrumpft sind.
Leben mit Parkinson
Um diesen Herausforderungen Stand halten zu können, bedarf es manchmal auch professioneller Hilfe. Sprechen Sie Ihren Arzt auf eine Empfehlung an. Auch die Unterstützung von Freunden und authentische Erfahrungen aus Selbsthilfegruppen können sehr hilfreich sein. ADL = Activities of Daily Living (deutsch: Aktivitäten des täglichen Lebens). Die ADL sind ein Grundbegriff der Gesundheits- und Krankenpflege und bezeichnen Aktivitäten bzw. Tätigkeiten des täglichen Lebens, die für eine eigenständige Lebensführung ohne fremde Hilfe nötig sind. Hierzu gehören: Ruhen und Schlafen, sich bewegen, sich waschen und kleiden, Essen und Trinken, eigenständige Toilettengänge, für Sicherheit sorgen, sich beschäftigen, kommunizieren, Sinn finden und sich als Mann oder Frau fühlen. Die Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) werden auch maßgeblich beim „Barthel-Index“ berücksichtigt, der die Selbstständigkeit des Menschen beurteilt und für die Einstufung bei Pflegebedürftigkeit herangezogen wird.
Wichtige Aspekte im Umgang mit Parkinson
- AHV (Arm-Halte-Versuch): Ein Element der neurologischen Untersuchung, bei dem der Patient die Arme horizontal ausstreckt und versucht, diese Position zu halten.
- Kinesie/Akinetisch: Kinesie bezeichnet die Fähigkeit zur Bewegung, während Akinesie den Zustand der Bewegungsunfähigkeit beschreibt.
- Hypomimie: Reduzierte Mimik, die zu einem starren Gesichtsausdruck führt.
- Anosmie/Hyposmie: Verlust oder Einschränkung des Geruchssinns, oft ein frühes Anzeichen von Parkinson.
- Ataktisches Gangbild: Unsicherer Gang mit Sturzneigung.
- Bradyphrenie: Verlangsamte Denkabläufe.
- Dysarthrophone Sprechstörung: Leise, undeutliche und monotone Sprechweise.
- Dyskinesien: Überschießende Bewegungen oder plötzliche Unbeweglichkeit.
- Dystonie: Schmerzhafte Verkrampfungen, vor allem in den Beinen.
- Freezing: Plötzliches "Einfrieren" während der Bewegung.