Gehirn Alzheimer Unterschiede: Ein umfassender Überblick

Die Alzheimer-Krankheit ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch den kontinuierlichen Verlust von Nervenzellen im Gehirn gekennzeichnet ist. Dies führt zu einem fortschreitenden Verlust der geistigen (kognitiven) Fähigkeiten. Gedächtnisprobleme und Orientierungsschwierigkeiten sind nur zwei der Symptome, die den Alltag der Betroffenen zunehmend erschweren.

Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form der Demenz und betrifft schätzungsweise 60-70 % aller Demenzfälle. In Deutschland sind etwa 700.000 Personen davon betroffen.

Ursachen und Entstehung von Alzheimer

Die Ursachen der Alzheimer-Krankheit sind noch nicht vollständig geklärt, aber es wird viel darüber geforscht. Fest steht, dass es bei Menschen mit Alzheimer zu Veränderungen im Gehirn kommt, die sich in vielfältiger Weise auf die Betroffenen auswirken.

Amyloid-Beta und Plaques

Amyloid-beta (Aß) ist ein Protein, das natürlicherweise im Gehirn vorkommt. Bei der Alzheimer-Krankheit sammelt sich übermäßig viel Amyloid-beta zwischen den Gehirnzellen an und bildet kleinere, giftige Klumpen (Oligomere) und riesige Zusammenlagerungen (Plaques). Neuere Studien zeigen, dass die Aβ-Oligomere die zentralen Treiber des Krankheitsgeschehens sind. Sie lagern sich zwischen den Nervenzellen ab und stören so deren Kommunikation, was letztlich zum Absterben der Nervenzellen führt.

Tau-Protein und Fibrillen

Im Gehirn gibt es ein weiteres Protein, das mit Alzheimer in Verbindung gebracht wird: das Tau-Protein. Im Inneren der Gehirnzellen sorgt es für die Stabilität und Nährstoffversorgung. Bei der Alzheimer-Krankheit ist das Tau-Protein chemisch so verändert, dass es seiner Funktion nicht mehr nachkommen kann. Die chemische Veränderung des Tau-Proteins bewirkt, dass es eine fadenförmige Struktur bildet. Diese Strukturen werden als Tau-Fibrillen bezeichnet.

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Gliazellen und ihre Rolle

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 - und damit unser Denken und Handeln - reibungslos funktioniert. An der Signalübertragung selbst sind Gliazellen nicht beteiligt. Mikrogliazellen spielen eine wichtige Rolle im Immunsystem unseres Gehirns. Wie eine Gesundheitspolizei sorgen sie dafür, dass schädliche Substanzen wie Krankheitserreger zerstört und abtransportiert werden. Astrozyten sind Gliazellen mit gleich mehreren wichtigen Aufgaben, unter anderem versorgen sie 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.

Komplexität der Ursachenforschung

Die Alzheimer-Krankheit verändert das Gehirn auf vielfältige Weise, aber bis heute ist nicht klar, welche Ursachen die Krankheit letztlich auslösen. Dies liegt zum einen daran, dass die Alzheimer-Krankheit sehr komplex ist, zum anderen aber auch daran, dass es sich zunächst um eine stumme Krankheit ohne Symptome handelt. Treten irgendwann Symptome auf, lässt sich nicht mehr feststellen, wo die Krankheit begonnen hat. Die Forschung geht davon aus, dass die für Alzheimer typischen molekularen Prozesse im Gehirn Jahre oder Jahrzehnte vor dem Auftreten der ersten Symptome beginnen. Selbst eine angeborene Erkrankung ist möglich. Überall auf der Welt arbeiten Forscherinnen und Forscher daran, Antworten darauf zu finden, wie Alzheimer entsteht, wie es verhindert oder geheilt werden kann.

Symptome und Verlauf der Alzheimer-Krankheit

Ein typisches Frühsymptom sind Probleme mit dem Kurzzeitgedächtnis, das heißt, man kann sich an kurz zurückliegende Ereignisse nicht mehr erinnern. Weitere Symptome sind Schwierigkeiten, Entscheidungen zu treffen, Dinge zu planen und zu organisieren.

Die ersten äußerlich sichtbaren Symptome sind dann durch Störungen des Kurzzeitgedächtnisses geprägt. Infolgedessen haben die Betroffenen Schwierigkeiten, sich Informationen zu merken und Gesprächen zu folgen. Im weiteren Verlauf der Erkrankung wird auch das Langzeitgedächtnis beeinträchtigt, sodass vergangene Ereignisse und Erlebnisse nicht mehr abgerufen werden können. Auch die räumliche und zeitliche Orientierung nimmt immer weiter ab, weshalb Patient:innen auf Betreuung und Unterstützung bei der Alltagsbewältigung angewiesen sind. Diese Entwicklung geht sogar so weit, dass Patient:innen im Endstadium körperlich immer weiter abbauen und Schwierigkeiten mit dem Sprechen, der Atmung und dem Schlucken haben.

Die Alzheimer-Krankheit nimmt einen fortschreitenden Verlauf und ist nicht heilbar. Wie schnell die kognitiven Fähigkeiten nachlassen, ist dabei individuell sehr verschieden und lässt sich nicht voraussagen.

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Stadien der Alzheimer-Krankheit

Die Alzheimer-Krankheit kann in verschiedene Stadien eingeteilt werden, die den fortschreitenden Abbau der kognitiven Fähigkeiten widerspiegeln:

• Stufe 1: Keine Beeinträchtigung. Es sind noch keine Anzeichen von Alzheimer zu erkennen.
• Stufe 2: Das Wahrnehmungsvermögen ist sehr leicht gemindert. Dies kann möglicherweise altersbedingt sein. Es sind keine Anzeichen von Alzheimer zu erkennen.
• Stufe 3: Das Wahrnehmungsvermögen ist leicht gemindert. Es treten erste Schwierigkeiten auf, wie zum Beispiel das Vergessen von Namen, gerade Gelesenem oder kürzlich Erlebtem. Es zeigen sich erste Symptome von Alzheimer.
• Stufe 4: Das Wahrnehmungsvermögen ist mäßig gemindert. Symptome von Alzheimer werden erkennbar. Für diese Stufe typisch sind Erinnerungslücken an die eigene Vergangenheit, schlechte Stimmung und Schwierigkeiten bei Rechen- oder anderen komplexen Aufgaben wie dem Planen einer Feier.
• Stufe 5: Das Wahrnehmungsvermögen ist mittelschwer gemindert. Es treten auffällig viele Gedächtnis- und Denklücken auf. Erkrankte brauchen erste Hilfestellungen im Alltag. Sie können Probleme haben, sich an ihre Telefonnummer zu erinnern, vergessen welcher Tag ist oder wo sie gerade sind.
• Stufe 6: Das Wahrnehmungsvermögen ist schwerwiegend gemindert. Das Gedächtnis wird zunehmend schlechter. Es können erste Persönlichkeitsveränderungen auftreten. Symptome sind beispielsweise das Vergessen des eigenen Namens oder das Nichterkennen von bekannten Personen.
• Stufe 7: Das Wahrnehmungsvermögen ist sehr schwer gemindert. Betroffene können sich nicht mehr mitteilen und ihre Bewegungen kontrollieren.

Diagnose von Alzheimer

Obwohl Alzheimer bisher noch nicht heilbar ist, gibt es Medikamente, die einige Symptome abschwächen können, jedoch mit Nebenwirkungen einhergehen und den Krankheitsverlauf nicht verlangsamen. Falls es hoffentlich bald wirksame Medikamente geben sollte, die den Krankheitsverlauf verlangsamen können, dann wäre es umso besser, je früher mit der medikamentösen Behandlung begonnen wird. Eine frühe Diagnose ist also sehr wichtig!

Das Problem ist aber, dass die Erkrankung häufig erst bemerkt und diagnostiziert wird, wenn anfängliche Verhaltensänderungen klinisch auffällig werden. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Beginn der Erkrankung jedoch schon Jahre zurück, in denen es bereits zu massiven Veränderungen im Gehirn gekommen ist. Zudem sind Symptome wie Vergesslichkeit und Antriebslosigkeit ebenfalls typische Kennzeichnen anderer Erkrankungen, sodass Alzheimer im Anfangsstadium nur anhand äußerlich wahrnehmbarer Anzeichen kaum eindeutig diagnostiziert werden kann. Der Blick auf das Verhalten der Erkrankten alleine reicht also nicht für die frühe Erkennung der Alzheimer-Demenz.

Biomarker und Früherkennung

Deshalb ist die Suche nach relevanten körperlichen Frühwarnzeichen, den sogenannten Biomarkern, besonders wichtig für die Frühdiagnose. Als Biomarker bezeichnen wir biologische Merkmale, wie beispielweise spezielle Blutwerte oder die Körpertemperatur, die auf normale oder krankhafte körperliche Prozesse hindeuten. Zusätzlich zu den Biomarkern werden verlässliche Methoden benötigt, mit denen diese quantifiziert werden können, um die Schwere der Erkrankung zu bestimmen. Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich verfolgen derzeit verschiedene Ansätze zur Erforschung verschiedener Biomarker der Alzheimer Erkrankung.

Fahndung in Körperflüssigkeiten: Die sFIDA-Methode

Da das Auftreten der Oligomere eines der frühesten Vorzeichen sein könnte, konzipierten die Wissenschaftler:innen des Instituts für Biologische Informationsprozesse (IBI-7) einen Test, mit dem diese Oligomere in Körperflüssigkeiten wie Blut oder Hirnwasser nachgewiesen werden sollen.

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Der Ablauf der sogenannten sFIDA („surface-based fluorescence intensity distribution analysis“) Methode ist schematisch dargestellt. Zunächst wird die zu untersuchende Probe auf eine Glasplatte gegeben, auf der sich bereits ein bestimmtes Protein (Protein 1) befindet. Dieses Protein bindet an eine ganz bestimmte Stelle des Aβ (Schlüssel-Schloss-Prinzip). So bleiben nur die Aβ-Oligomere und Monomere auf der Glasplatte zurück und werden infolgedessen von anderen in der Probe enthaltenen Partikeln getrennt. Als Nächstes wird ein weiteres Protein (Protein 2), welches mit einem Farbstoff markiert ist, zu der Probe hinzugefügt. Dieses bindet an dieselbe Stelle wie das Protein im vorherigen Schritt und macht somit nur die Aβ-Oligomere sichtbar. Der Grund: Monomere besitzen nur eine einzige Bindungsstelle. Diese ist jedoch schon durch das erste Protein blockiert, was eine weitere Bindung mit dem neu hinzugefügten Protein verhindert. Da Oligomere jedoch aus mehreren Monomeren bestehen, haben sie noch freie Bindungsstellen an die das eingefärbte Protein andockt und sie somit „farblich markiert“. Durch den Farbstoff werden diese Verbindungen anschließend unter einem speziellen hochauflösenden Mikroskop sichtbar gemacht. Die Farbintensität ist dabei von der Anzahl der Eiweißverbindungen abhängig. Das heißt, große Oligomere, die viele Bindungen aufweisen, kommen dabei besonders deutlich zum Vorschein.

In mehreren Studien wurde bereits gezeigt, dass in Proben von Alzheimer Patient:innen wesentlich mehr Aβ-Oligomere nachgewiesen werden, als bei gleichaltrigen gesunden Personen. Außerdem wurde ein direkter Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der kognitiven Beeinträchtigung und der Anzahl der gemessenen Oligomere festgestellt. Das heißt, je schlechter es um die Kognition eines:r Patient:in bestellt war, desto mehr Oligomere befanden sich in den Proben.

Bildgebende Biomarker: Maschinelles Lernen zur Früherkennung

Ein anderer Ansatz zur Früherkennung wird am Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-7) erforscht. Wie bereits oben beschrieben, kommt es bei der Alzheimer Erkrankung noch vor dem Auftreten klinischer Symptome zu einem vermehrten Verlust von Gehirnsubstanz. Mit dem Magnetresonanztomografen (MRT) können Schnittbilder des Gehirns erzeugt und so Gewebeabbau und Veränderungen der Hirnstruktur entdeckt werden. Allerdings sind diese Hirnveränderungen selbst für einen erfahrenen Radiolog:in im frühen Stadium der Erkrankung nur sehr schwer zu erkennen.

Wissenschaftler:innen des INM-7 entwickeln derzeit innovative Ansätze des maschinellen Lernens (d.h. Algorithmen), mit denen frühe Alzheimer-typische Hirnveränderungen identifiziert werden können, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Hierfür nutzen sie die Hirnscans von mehreren Hundert gesunden und an Alzheimer erkrankten Personen. Anhand dessen bestimmen die Wissenschaftler:innen das individuelle Volumen von über 100 Hirnregionen - und das für jede einzelne Person. Das Ziel der Vorgehensweise ist, dass ein Algorithmus nur anhand dieser Volumenangaben den Gesundheitsstatus (d.h. ob eine Alzheimer Erkrankung vorliegt oder nicht) einer Person erkennen soll.

Bemerkenswert war, dass der entwickelte Algorithmus in 91% der Fälle den Gesundheitszustand einer Person nur anhand ihres Hirnscans korrekt klassifizieren konnte. Es hat sich herausgestellt, dass das gemeinsame Zusammenspiel der Volumina verschiedener Hirnregionen für die korrekte Bestimmung des Gesundheitsstatus entscheidend ist.

Das Ziel der Wissenschaftler:innen des INM-7 ist es, dieses Verfahren weiter zu entwickeln und dessen Genauigkeit zu verbessern, damit es zukünftig als zusätzliches Diagnoseverfahren Anwendung in der klinischen Praxis findet. Gegenüber der aufwendigen und zeitintensiven Diagnosemethoden, die gegenwärtig zum Einsatz kommen, vereinfacht die Nutzung modernster Algorithmen diesen Prozess erheblich. Die Auswertung eines Hirnscans mithilfe des Algorithmus ist unkompliziert und soll nur wenige Minuten dauern.

Demenz: Ein Oberbegriff

Der Begriff Demenz leitet sich vom Lateinischen „Dementia“ ab, was so viel wie „Torheit“ oder „Wahnsinn“ bedeutet. Es handelt sich um einen Sammelbegriff für eine Vielzahl von neurologischen und neurophysiologischen Erkrankungen, die mit einer Minderung der kognitiven Fähigkeiten einhergehen. Alzheimer ist die häufigste und eine spezielle Form der Demenz.

Formen der Demenz

Neben Alzheimer gibt es verschiedene andere Demenzformen, darunter:

• Vaskuläre Demenz: Entsteht aufgrund von Durchblutungsstörungen im Gehirn.
• Frontotemporale Demenz: Tritt früher auf, zeigt vorrangig Verhaltens- und Sprachstörungen.
• Lewy-Körperchen-Demenz: Ähnelt der Alzheimer-Krankheit, weist aber auch Parkinson-ähnliche Symptome auf.
• Parkinson-Demenz: Entwickelt sich im Zusammenhang mit der Parkinson-Krankheit.
• Creutzfeldt-Jakob-Krankheit: Eine sehr seltene, rasch fortschreitende Demenz.
• Chronische Traumatische Enzephalopathie (CTE): Tritt bei Menschen auf, die wiederholten Schädeltraumen ausgesetzt waren.
• Korsakow-Syndrom: Tritt insbesondere als ausgeprägte Merkfähigkeitsstörung in Erscheinung, meist aufgrund von Alkoholmissbrauch.

Unterschiede zwischen den Demenzformen

Die verschiedenen Demenzformen unterscheiden sich in ihren Ursachen, Symptomen und ihrem Verlauf. Bei der vaskulären Demenz stehen beispielsweise allgemeine Denkschwierigkeiten im Vordergrund, während für die frontotemporale Demenz Veränderungen der Persönlichkeit und Auffälligkeiten im zwischenmenschlichen Verhalten typisch sind.

Es gibt auch Demenzformen, deren Ursachen außerhalb des Gehirns liegen (Beispiel: Vitaminmangel).

Behandlung und Therapie von Demenz

Es gibt derzeit keine Therapie, mit der eine Demenz gestoppt werden kann. Die Behandlung von Demenz zielt darauf ab, die Symptome zu lindern und die Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern.

Medikamentöse Therapie

Für die Alzheimer-Behandlung sind verschiedene Wirkstoffe zugelassen, darunter sogenannte Cholinesterase-Hemmer. Sie beeinflussen genau die Botenstoffe im Gehirn, die für die Gedächtnisfunktion eine zentrale Rolle spielen, und können den Abbau der geistigen Leistungsfähigkeit leicht verzögern. Bei anderen Demenzformen wirken diese Medikamente in der Regel nicht.

Neu sind monoklonale Antikörper. Ein Wirkstoff wurde in diesem Jahr in der EU zugelassen. Er richtet sich gezielt gegen Amyloid-beta-Ablagerungen im Gehirn - eine der vermuteten Ursachen der Alzheimer-Krankheit. Damit steht nun eine Alzheimer-Therapie zur Verfügung, die nicht nur symptomatisch wirkt, sondern ursächlich in den Krankheitsprozess eingreift.

Nicht-medikamentöse Therapie

Nicht-medikamentöse Therapiebausteine nehmen bei allen Formen der Demenz eine wichtige Funktion ein - neben täglichem Gedächtnistraining, wie zum Beispiel Ergotherapie, Musiktherapie oder Biographiearbeit. Auch Psychotherapie kann eine Option sein, schließlich stellt die Diagnose Demenz auch eine große emotionale Belastung dar. Das Ziel besteht in jedem Fall darin, Betroffenen den Umgang mit der Erkrankung zu erleichtern und ihnen so lange wie möglich ein selbstständiges Leben zu ermöglichen.

Leben mit Demenz

Die Diagnose Demenz stellt die Betroffenen und ebenso ihre Angehörigen vor große Herausforderungen. Doch positive Erfahrungen sind weiterhin möglich.

Tipps für den Alltag

• Beschäftigung und Spiele: Beschäftigung und Spiele für Demenzerkrankte sind aus zwei Gründen wichtig: Zum einen, weil viele Betroffene eine Unruhe entwickeln und zur Beruhigung unbedingt eine Beschäftigung brauchen. Zum anderen, weil Beschäftigung und Spiele die geistige und körperliche Aktivität anregen und soziale Interaktion erzeugen.
• Kommunikation: Man sollte bei der Kommunikation mit Menschen mit Demenz immer auf einen würdevollen und wertschätzenden Umgang achten.
• Raumgestaltung: Zu einem guten Umgang mit der Demenz gehört auch die demenzgerechte Raumgestaltung. Dabei geht es darum, Barrieren abzubauen und hilfreiche Anhaltspunkte zur zeitlichen und räumlichen Orientierung zu schaffen.
• Entlastung für Angehörige: Ganz besonders wichtig ist, dass Angehörige sich selbst mit der Betreuung und Pflege nicht überfordern. Das große Stichwort lautet: Entlastung.
• Inkontinenz: Im Laufe einer Demenzerkrankung kann eine Inkontinenz entstehen. Dabei verliert die demenzerkrankte Person unkontrolliert Harn (Harninkontinenz) oder Stuhl (Stuhlinkontinenz).

Unterstützung für Angehörige

Die Pflege und Betreuung von Menschen mit Demenz ist eine echte Herausforderung. Zu Beginn der Erkrankung reicht oft ein wenig Unterstützung im Alltag aus, doch im weiteren Verlauf wird der Bedarf an Hilfe immer größer. Doch viele Menschen sind bereit, sich selbst so lange wie möglich um ihre Angehörigen zu kümmern, wenn diese an Demenz erkranken.

Es gibt zahlreiche Organisationen und Angebote, die Unterstützung und Entlastung für Angehörige bieten.

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