Die Früherkennung und Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer stellt eine der größten Herausforderungen in der modernen Medizin dar. Die Analyse des Nervenwassers (Liquor cerebrospinalis) spielt dabei eine wichtige Rolle, da Veränderungen in seiner Zusammensetzung auf verschiedene Erkrankungen des Gehirns und Rückenmarks hinweisen können. Ein erhöhter Eiweißgehalt im Liquor ist ein solcher Indikator, der verschiedene Ursachen haben kann.
Die Bedeutung des Liquors für die Diagnose
Der Liquor ist eine klare Flüssigkeit, die Gehirn und Rückenmark umgibt und sie vor äußeren Einwirkungen schützt. Er dient als Puffer und dämpft Stöße oder Stürze. Die Liquordiagnostik, die im Anschluss an eine Lumbalpunktion erfolgt, gibt Aufschluss über die Zusammensetzung des Nervenwassers und ist ein wichtiges Instrument zur Diagnose von Erkrankungen des Gehirns und Rückenmarks.
Lumbalpunktion: Der Zugang zum Nervenwasser
Um Liquor zu gewinnen, wird eine Lumbalpunktion durchgeführt. Dabei sticht der Arzt mit einer Hohlnadel in den Rücken des Patienten, genauer gesagt in den Bereich der Lendenwirbelsäule, zwischen zwei Wirbeln. Diese Methode ermöglicht die Entnahme von Nervenwasser aus einem sackartigen Reservoir. Obwohl die Lumbalpunktion im Allgemeinen ein risikoarmer Eingriff ist, gibt es bestimmte Kontraindikationen, wie Entzündungen im Bereich der Lendenwirbelsäule, gestörte Blutgerinnung oder erhöhter Hirndruck.
Ursachen für erhöhten Eiweißgehalt im Liquor
Ein erhöhter Eiweißgehalt im Liquor kann verschiedene Ursachen haben:
- Blutungen in die Liquorräume: Verletzungen oder Tumoren des Gehirns oder Rückenmarks können zu Blutungen führen, die den Eiweißgehalt im Liquor erhöhen.
- Entzündungen wie Meningitis: Bakterien, Viren oder Entzündungszellen können den Eiweißanteil im Nervenwasser erhöhen. Vor allem bei eitriger bakterieller Meningitis werden hohe Werte erreicht.
- Störungen der Blut-Liquor-Schranke: Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Enzephalitis, Meningitis oder Hirntumoren können die Barriere zwischen Blut und Nervenwasser für Eiweiß durchlässig machen.
Die Blut-Liquor-Schranke
Im Normalfall findet kaum ein Austausch zwischen Liquor und Blut statt. Diese Barriere, die sogenannte Blut-Liquor-Schranke, kann jedoch bei bestimmten Krankheiten gestört sein, sodass Blutbestandteile in das Hirnwasser übertreten können. Bei der Untersuchung des Nervenwassers wird daher auch das Albumin bestimmt, ein spezielles Eiweiß.
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Weitere wichtige Bestandteile des Liquors und ihre Bedeutung
Neben dem Eiweißgehalt werden auch andere Bestandteile des Liquors untersucht, um eine umfassende Diagnose zu ermöglichen:
- Zellen: Bei gesunden Menschen enthält der Liquor nur sehr wenige Zellen. Eine erhöhte Anzahl von Zellen, insbesondere Leukozyten (weiße Blutkörperchen), kann auf Infektionen oder Entzündungen des Nervensystems hinweisen. Eine bakterielle Hirnhautentzündung (Meningitis) kann beispielsweise zu einer Zellzahl von über 1.000 Zellen pro Mikroliter führen.
- Immunglobuline: Die Bestimmung der Immunglobuline im Liquor ist wichtig für die Diagnose von Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Eine erhöhte Konzentration kann auf eine Störung der Blut-Liquor-Schranke oder auf eine direkte Bildung von Antikörpern im Liquor hindeuten.
- Glukose: Der Zuckergehalt im Liquor sollte immer zusammen mit dem Blutzucker bestimmt werden. Bei einer Entzündung im Gehirn oder Rückenmark kann die Liquorglukose abfallen.
- Laktat: Der Laktat-Wert im Liquor wird ebenfalls bestimmt, da er ein Abbauprodukt der Glukose ist und Hinweise auf Stoffwechselprozesse im Gehirn geben kann.
Liquor bei neurodegenerativen Erkrankungen
Die Analyse des Liquors spielt auch bei der Diagnose neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer eine wichtige Rolle. Bestimmte Eiweiße im Nervenwasser können als Biomarker dienen, die auf die Erkrankung hinweisen.
Alzheimer-Biomarker im Liquor
- Amyloid-beta: Erniedrigte Werte dieses Proteins im Nervenwasser können darauf hindeuten, dass sich Amyloid im Gehirn ablagert, ein zentrales Kennzeichen der Alzheimer-Erkrankung.
- Tau-Proteine: Sie zeigen, ob Nervenzellen geschädigt sind und ob sich Alzheimer-typische Ablagerungen gebildet haben. Insbesondere das sogenannte Phospho-Tau gilt als besonders aussagekräftig.
- Neurofilament light chain (NfL): Dieser Marker weist auf Nervenzellschädigungen hin, ist aber nicht spezifisch für Alzheimer.
Neue Technologien zur Eiweißanalyse
Ein Team der Empa und der Klinik für Neurologie des Kantonsspitals St. Gallen hat die für Alzheimer aussagekräftigen Proteine mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) unter möglichst realitätsnahen Bedingungen sichtbar gemacht. Diese Technologie ermöglicht morphologische Beobachtungen im Nanometerbereich, ohne dabei die Eiweiße zu zerstören. Mit der AFM-Technologie können Informationen zur Struktur und Form von Eiweißansammlungen gewonnen werden, was Aufschluss über den Verlauf der Erkrankung geben kann.
Entzündungen im Gehirn und ihre Biomarker
Alzheimer, Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen gehen oft mit Entzündungsprozessen im Gehirn einher. Tübinger Forschenden ist es gelungen, eine Gruppe von Eiweißen im Hirnwasser zu identifizieren, die Rückschlüsse auf solche Entzündungsvorgänge geben könnten. Diese Biomarker könnten künftig helfen, Krankheitsprozesse besser zu verstehen und die Wirkung potenzieller Medikamente gegen diese Entzündungen zu testen.
Immunologische Biomarker
Forschende des DZNE und des Universitätsklinikums Bonn (UKB) haben in einer Studie an älteren Erwachsenen festgestellt, dass es schon lange vor dem Auftreten von Demenz Anzeichen für eine erhöhte Aktivität des Immunsystems des Gehirns gibt. Diverse Proteine im Nervenwasser dienten als Biomarker, die auf Entzündungsprozesse des Nervensystems hinweisen. Manche dieser Moleküle sind offenbar Teil eines Programms des Immunsystems zur Schadensbegrenzung, was für die Entwicklung neuer Medikamente nützlich sein könnte.
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Autoimmune Enzephalitis als Ursache
Eine Entzündung des Gehirns (Enzephalitis) wird meist durch Bakterien oder Viren ausgelöst. Seltener ist eine Fehlreaktion des Immunsystems der Grund. Bei einer Autoimmunen Enzephalitis greifen fehlgeleitete Antikörper die Nervenzellen im Gehirn an. In Blut und Nervenwasser wird nach speziellen Antikörpern gegen Rezeptoren oder Eiweißstoffe auf der Oberfläche von Nervenzellen gesucht.
Fallstricke bei älteren Menschen
Bei älteren Menschen gibt es unspezifische Liquorveränderungen, die bei jüngeren als pathologisch gelten würden. So findet man z.B. häufig eine Laktaterhöhung, ohne dass eine meningeale Entzündung vorliegt. Erhöhte Leukozyten- und Erythrozytenzahlen sind dagegen auch im Alter immer pathologisch. Der Albumin-Quotient ist im Liquor bei Älteren häufiger und stärker erhöht als das Gesamteiweiß, was meist auf einer Mangelernährung beruht.
Die Bedeutung der Früherkennung
Die Früherkennung von Erkrankungen des Nervensystems ist entscheidend für eine erfolgreiche Behandlung. Die Liquordiagnostik liefert Klarheit, wenn es darum geht, verschiedene Demenzformen sicher zu unterscheiden. Gerade seit neue Medikamente zugelassen sind, die nur bei gesicherter Alzheimer-Demenz eingesetzt werden dürfen, ist diese Untersuchung wichtiger denn je.
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