Das Gehirn ist ein hochkomplexes Organ, das durch verschiedene Schutzmechanismen vor schädlichen Einflüssen geschützt wird. Eine dieser Schutzbarrieren ist die Blut-Hirn-Schranke, die verhindert, dass Keime und bestimmte Substanzen aus dem Blutkreislauf ins Gehirn gelangen. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass diese Barriere nicht immer undurchdringlich ist und dass Keime und Entzündungsmediatoren über verschiedene Wege, einschließlich der Lymphbahnen, ins Gehirn gelangen und dort möglicherweise Entzündungen und Autoimmunreaktionen auslösen können.
Die Blut-Hirn-Schranke: Eine wichtige Schutzbarriere
Das menschliche Gehirn ist normalerweise ein fast hermetisch vom übrigen Körper abgeriegelter Bereich. Die Blut-Hirn-Schranke, das sind besondere Zellen auf den Gefäßen, die in Richtung Gehirn führen, sorgt dafür, dass Keime aber auch Antikörper nicht ins Gehirn dringen können. Bei MS-Erkrankten erfüllt diese Schranke ihre Funktion nicht korrekt. Sie lässt bestimmte Abwehrkörper des Immunsystems ins Innere des Gehirns anstatt sie abzublocken. Das führt zu Entzündungen, teilweiser Regeneration, schließlich Vernarbungen von Nervengewebe ("Sklerosen", also Verhärtungen) und manchmal auch zu den sog. "Black Holes": nervenwassergefüllten und auf dem Kernspin daher schwarz dargestellten Löchern. Das passiert bei besonders großen Läsionen, wenn das kaputte Gewebe abtransportiert wird anstatt zu vernarben.
Fibrinogen als Auslöser von Autoimmunreaktionen im Gehirn
Eine Studie zeigte, dass das ungefilterte Eintreten von Blut ins Gehirn ähnliche Auswirkungen hat wie Multiple Sklerose. Indem sie Blut ins Gehirn von Mäusen injizierten, lösten sie bei den Tieren eine MS-ähnliche Autoimmun-Erkrankung aus inklusive Entzündung und Demyelinisierung. Mehr noch fanden die Forscher auch heraus, welcher Stoff im Blut für diese Kaskade an Reaktionen verantwortlich ist: Es handelt sich um Fibrinogen, ein wichtiges Protein der Blutgerinnung.
Auf das Fibrinogen als Auslöser kamen die Forscher, in dem sie den Test wiederholten, jedoch mit Mikroglia ohne Fibrinogenrezeptor. Die Folge: keine Autoimmunantwort, keine Demyelinisierung, keine Entzündung. Kann Fibrinogen hingegen anbinden, dann aktiviert es die Mikroglia, also die Hirnimmunzellen, die wiederum periphere Makrophagen und T-Zellen rekrutieren, die dann für den Myelinschaden verantwortlich sind.
Künftige Forschungen sollten sich den Studienautoren zufolge also der Suche neuer Moleküle widmen, um die Fibrinogenaktivität zu blockieren und Autoimmunität im Gehirn zu unterdrücken. Die Studie zeigt damit nicht nur neue Wege für künftige Therapien auf, sondern sie hinterfragt auch eine langjährige Annahme, die besagt, dass myelinspezialisierte T-Zellen die Entzündung im Gehirn auslösen, indem sie Mikroglia und Makrophagen aktivieren. Diese Studie zeigt hingegen, dass es genausogut umgekehrt ablaufen kann und es die aktivierte Mikroglia und Makrophagen sind, welche dann die T-Zellen alarmieren.
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Die Rolle der Lymphbahnen des Gehirns
Interessant in diesem Zusammenhang mag auch ein erstaunlicher Fund über die Lymphbahnen des Gehirns sein, sehr versteckte Wege, die erst im vergangenen Jahr entdeckt wurden und das Gehirn als nicht so abgeschirmt erscheinen lassen, wie man bisher annahm. Über diese Lymphbahnen könnten ebenso (kleine Mengen an) Antikörpern ins Gehirn wandern.
Die Entdeckung der Lymphbahnen im Gehirn
Die Entdeckung der Lymphbahnen im Gehirn hat unser Verständnis von der Immunologie des Gehirns grundlegend verändert. Lange Zeit ging man davon aus, dass das Gehirn ein immunprivilegiertes Organ ist, das heißt, es wird nicht vom Immunsystem überwacht. Die Entdeckung der Lymphbahnen hat jedoch gezeigt, dass das Gehirn doch eine Verbindung zum Immunsystem hat und dass Immunzellen über diese Bahnen ins Gehirn gelangen können.
Mögliche Auswirkungen auf die Entstehung von Hirnerkrankungen
Die Lymphbahnen könnten eine Rolle bei der Entstehung von verschiedenen Hirnerkrankungen spielen, darunter:
- Multiple Sklerose (MS): Bei MS greift das Immunsystem die Myelinscheiden der Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark an. Es wird vermutet, dass Immunzellen über die Lymphbahnen ins Gehirn gelangen und dort die Entzündung auslösen.
- Alzheimer-Krankheit: Bei der Alzheimer-Krankheit kommt es zu Ablagerungen von Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen im Gehirn. Es wird vermutet, dass die Lymphbahnen eine Rolle bei der Beseitigung dieser Ablagerungen spielen und dass eine Funktionsstörung der Lymphbahnen zur Entstehung der Krankheit beitragen kann.
- Schlaganfall: Nach einem Schlaganfall kommt es zu einer Entzündung im Gehirn. Es wird vermutet, dass Immunzellen über die Lymphbahnen ins Gehirn gelangen und dort die Entzündung verstärken können.
Weitere Faktoren, die die Entstehung von Hirnerkrankungen beeinflussen können
Neben Keimen und Entzündungsmediatoren, die über die Blutbahn oder die Lymphbahnen ins Gehirn gelangen, gibt es noch weitere Faktoren, die die Entstehung von Hirnerkrankungen beeinflussen können. Dazu gehören:
- Genetische Faktoren: Einige Hirnerkrankungen, wie z. B. die Alzheimer-Krankheit, haben eine genetische Komponente.
- Umweltfaktoren: Umweltfaktoren, wie z. B. Schadstoffe, können das Risiko für bestimmte Hirnerkrankungen erhöhen.
- Lebensstilfaktoren: Lebensstilfaktoren, wie z. B. Ernährung, Bewegung und Stress, können ebenfalls das Risiko für Hirnerkrankungen beeinflussen.
Der Einfluss des Darms auf das Gehirn
Die Erkenntnis, dass Darmbakterien uns in vielerlei Hinsicht beeinflussen, ist eigentlich nichts Neues. Der Hype um die Darmbakterien und eine balancierte Darmflora ist aktuell größer denn je. Unter Darmflora versteht man hierbei die Gesamtheit aller in deinem Darm enthaltenen Bakterien und Mikroorganismen. Mittlerweile ist bekannt, wie wichtig das Mikrobiom in unserem Darm tatsächlich ist und wie weitreichend der Einfluss auf die gesamte Gesundheit des Menschen ist: Die Mikroben sind nicht nur Verdauungshelfer, die die aufgenommene Nahrung weiterverarbeiten, sie unterstützen auch das gesamte Immunsystem und stehen in engem Zusammenhang mit der eigenen Stimmung sowie die Produktion von wichtigen Neurotransmittern im Gehirn.
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Wegen all dieser Funktionen wird der Darm bzw. die darin lebenden Mikroorganismen auch als „Superorgan" bezeichnet. Im Darm entsteht der Großteil unseres Glückshormons Serotonin. Eine gesunde Darmflora hat also auch Einfluss auf unser tägliches Wohlbefinden.
Strategien zur Vorbeugung und Behandlung von Hirnerkrankungen
Angesichts der komplexen Zusammenhänge bei der Entstehung von Hirnerkrankungen sind sowohl präventive als auch therapeutische Strategien von Bedeutung.
Präventive Maßnahmen
- Impfungen: Impfungen können vor Infektionen schützen, die eine Sepsis auslösen können. Expertinnen und Experten fordern deshalb mehr Impfungen (vor allem gegen Pneumokokken, jährliche Corona- und Grippeschutzimpfungen).
- Reduzierung von vermeidbaren Krankenhausinfektionen: Eine Reduzierung von vermeidbaren Krankenhausinfektionen kann das Risiko einer Sepsis verringern.
- Gesunder Lebensstil: Ein gesunder Lebensstil mit ausgewogener Ernährung, regelmäßiger Bewegung und Stressmanagement kann das Immunsystem stärken und das Risiko für Hirnerkrankungen verringern.
- Aufklärung: Eine bessere Aufklärung in der Bevölkerung über die Symptome einer Sepsis kann zu einer schnelleren Diagnose und Behandlung führen.
Therapeutische Ansätze
- Antibiotika: Bei bakteriellen Infektionen können Antibiotika eingesetzt werden, um die Bakterien abzutöten und die Entzündung zu reduzieren.
- Immuntherapie: Bei Autoimmunerkrankungen können Immuntherapien eingesetzt werden, um das Immunsystem zu regulieren und die Entzündung zu reduzieren.
- Chirurgische Eingriffe: In einigen Fällen kann ein chirurgischer Eingriff erforderlich sein, um Abszesse zu entfernen oder die Wirbelsäule zu stabilisieren.
- Künstliche Intelligenz (KI): Um Menschen vor einer Sepsis zu bewahren, wird auch Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt. Am Uniklinikum Greifswald misst beispielsweise eine KI mittels eines Trackers am Handgelenk von frisch operierten Patienten rund um die Uhr Vitalwerte wie Atem- und Herzfrequenz, Temperatur, Sauerstoffsättigung und Blutdruck. Fallen Werte ab, wird eine Ärztin oder ein Arzt übers Handy alarmiert und kann die Patientin oder den Patienten sofort behandeln. Auch am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel und Lübeck hilft eine KI. Das UKSH hat Anfang des Jahres als erstes Krankenhaus in Deutschland die Software MAIA (Medical Artificial Intelligence Assistant) eingeführt. Die Anwendung greift auf alle Daten von Patientinnen und Patienten zu, die im Krankenhaus angelegt werden - Befunde, Blutwerte, Vitalparameter.
Aktuelle Forschung und zukünftige Perspektiven
Die Forschung im Bereich der Hirnerkrankungen ist sehr aktiv und es gibt viele vielversprechende Ansätze für neue Therapien. Dazu gehören:
- Entwicklung neuer Medikamente: Es werden ständig neue Medikamente entwickelt, die gezielt auf die Ursachen von Hirnerkrankungen wirken.
- Gentherapie: Die Gentherapie ist ein vielversprechender Ansatz für die Behandlung von genetisch bedingten Hirnerkrankungen.
- Stammzelltherapie: Die Stammzelltherapie könnte in Zukunft eingesetzt werden, um geschädigte Nervenzellen im Gehirn zu ersetzen.
- Früherkennung: In Jena haben Ärzte und Naturwissenschaftler einen Chip entwickelt, der innerhalb von drei bis vier Stunden den für die Sepsis verantwortlichen Keim entlarven und sogar zeigen kann, ob dieser gegen bestimmte Antibiotika resistent ist oder nicht. Mit den üblichen Laborverfahren liegen diese Informationen erst nach 24 oder 48 Stunden vor. Der damit erreichbare Zeitgewinn würde die Überlebenschance der Betroffenen deutlich erhöhen.
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