Die Parkinson-Krankheit, auch Morbus Parkinson genannt, ist eine fortschreitende neurologische Erkrankung, die vor allem ältere Menschen betrifft. Sie ist gekennzeichnet durch motorische Symptome wie Zittern, Muskelsteifheit, verlangsamte Bewegungen und Haltungsinstabilität. Die Ursache dieser Symptome liegt in der Degeneration von Nervenzellen in einem bestimmten Bereich des Gehirns, der Substantia nigra.
Was ist die Substantia nigra?
Die Substantia nigra (lateinisch für "schwarze Substanz") ist eine Kernregion im Mittelhirn, die eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Bewegungen spielt. Ihren Namen verdankt sie ihrem dunklen Aussehen, das durch das Vorhandensein von Melanin in den dortigen Nervenzellen verursacht wird. Die Substantia nigra enthält etwa 400.000 Zellen, die sich kurz nach der Geburt dunkel färben. Im Laufe des Lebens sterben diese Zellen nach und nach ab. Bei Parkinson-Patienten ist dieser Prozess jedoch aus ungeklärten Gründen beschleunigt.
Die Nervenzellen der Substantia nigra produzieren den Neurotransmitter Dopamin. Dopamin ist ein Botenstoff, der für die Kommunikation zwischen Nervenzellen im Gehirn unerlässlich ist. Er spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Bewegungen, aber auch bei anderen Funktionen wie Motivation, Belohnung und Gedächtnis.
Die Substantia nigra ist über Nervenfortsätze mit einer anderen Gehirnregion verbunden, dem Corpus striatum. Die Nigra-Zellen setzen im Corpus striatum Dopamin frei. Die Nervenzellen des Corpus striatum stehen mit einer Reihe weiterer Hirnregionen in Verbindung, so dass das freigesetztes Dopamin in ein Netzwerk von Schaltkreisen eingebunden ist. Mittels des Dopamins führt das Gehirn eine Feinabstimmung der Muskelbewegungen durch. Ohne Dopamin ist die Regulierung der Muskeln im Zusammenspiel von An- und Entspannung nicht möglich.
Die Rolle der Substantia nigra bei Parkinson
Bei der Parkinson-Krankheit sterben die Dopamin-produzierenden Nervenzellen in der Substantia nigra ab. Dadurch kommt es zu einem Dopaminmangel im Gehirn, der die Signalübertragung in den Basalganglien stört. Die Basalganglien sind eine Gruppe von Hirnstrukturen, die für die Planung und Ausführung von Bewegungen wichtig sind.
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Der Dopaminmangel führt zu den typischen motorischen Symptomen der Parkinson-Krankheit:
- Bradykinese/Akinese: Verlangsamung aller Bewegungsabläufe bis hin zur Bewegungsunfähigkeit. Die Bradykinese äußert sich zu Beginn der Krankheit durch zunehmende Verlangsamung mit Ungeschicklichkeit, die Schrift wird kleiner, später verändert sich das Gangbild und es fällt den Patienten schwer Bewegungsabläufe zu beginnen. Später bewegen sich Patientinnen und Patienten dann immer langsamer (Bradykinese) oder auch nahezu überhaupt nicht mehr (Akinese / akinetische Krise).
- Rigor: Erhöhte Muskelspannung, die zu Steifigkeit und Schmerzen führen kann. Der Rigor führt häufig zu Steifigkeit am ganzen Körper mit Schulter-, Wirbelsäulen- oder Hüftschmerzen.
- Ruhetremor: Zittern, das vor allem in Ruhe auftritt. Das Zittern tritt überwiegend in Ruhe auf und die Haltungsinstabilität kann im fortgeschrittenen Krankheitsverlauf zu häufigen Stürzen führen.
- Posturale Instabilität: Haltungsinstabilität und Gleichgewichtsstörungen, die das Risiko von Stürzen erhöhen.
Ursachen der Degeneration in der Substantia nigra
Die genauen Ursachen für die Degeneration der Nervenzellen in der Substantia nigra bei Parkinson sind noch nicht vollständig geklärt. Es gibt jedoch eine Reihe von Faktoren, die eine Rolle spielen könnten:
- Genetische Faktoren: In etwa 10 % der Fälle ist die Parkinson-Krankheit erblich bedingt. Mutationen in bestimmten Genen können das Risiko erhöhen, an Parkinson zu erkranken. Eines der identifizierten „Parkinson-Gene“ (PARK1) ist für die Herstellung von Alpha-Synuclein verantwortlich. Das Protein reguliert u. a. die Dopamin-Ausschüttung. Liegt z. B. eine Genmutation vor, ist auch das Alpha-Synuclein defekt. Das „unbrauchbare“ Protein lagert sich als sogenannte „Lewy-Körperchen” in den Zellen ab, wodurch diese nicht mehr richtig arbeiten können und schließlich absterben.
- Umweltfaktoren: Bestimmte Umweltfaktoren, wie z. B. Pestizide, könnten das Risiko erhöhen, an Parkinson zu erkranken. Man vermutet, dass eine Belastung durch Pestizide oder eine Schädigung der Körperzellen durch körpereigene Stoffwechselprodukte ("freie Radikale") eine Parkinson-Erkrankung begünstigen können.
- Oxidativer Stress: Ein Ungleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien im Gehirn könnte zu Zellschäden und zum Zelltod führen. Wie so viele Krankheiten könnte auch Parkinson auf oxidativen Stress zurückzuführen sein. Hierbei entsteht ein Ungleichgewicht aus Oxidantien und Antioxidantien, wodurch vermehrt und unkontrolliert toxische, sauerstoffhaltige Moleküle produziert werden. Diese greifen Mitochondrien (Energieversorgung der Zellen) und Lysosomen (Abbau von Stoffen) an, die überlebenswichtig für die Zellen sind. In der Folge kommt es wieder zum Zelluntergang. Gerade Dopamin-produzierende Nervenzellen stehen im Verdacht, besonders empfindlich auf oxidativen Stress zu reagieren.
- Entzündungen: Entzündliche Prozesse im Gehirn könnten ebenfalls zur Degeneration der Nervenzellen beitragen. Seit einigen Jahren häufen sich die wissenschaftlichen Indizien, dass entzündliche Veränderungen im Gehirn eine wesentliche Rolle bei Parkinson spielen. Ob diese Entzündungen „gehirnintern“ entstehen oder ob auch Zellen der angeborenen Immunabwehr aus dem Blut beteiligt sind, war bisher weitgehend unbekannt.
- Alpha-Synuclein-Ablagerungen: In den Nervenzellen von Parkinson-Patienten finden sich häufig Ablagerungen des Proteins Alpha-Synuclein, sogenannte Lewy-Körperchen. Es wird vermutet, dass diese Ablagerungen die Funktion der Zellen beeinträchtigen und zum Zelltod führen. Bisher dachten Wissenschaftler, dass ein Protein namens Alpha-Synuclein eine Rolle bei der Auslösung von Parkinson spielt. Dieses Protein kann sich zusammenklumpen und sich in den Nervenzellen ansammeln, was zu sogenannten Lewy-Körperchen führt.
Diagnose der Parkinson-Krankheit
Die Diagnose der Parkinson-Krankheit basiert in erster Linie auf der klinischen Untersuchung und der Anamnese des Patienten. Dabei wird im Allgemeinen gefordert, daß neben der Bradykinese mindestes ein zusätzliches motorisches Hauptsymptom vorliegt. Tremor und Rigor können jeweils unterschiedlich ausgeprägt sein (Tremor-dominanter, Akinetisch-rigider, bzw. äquivalenter Verlaufstyp). Es gibt keine spezifischen Tests, die Parkinson eindeutig nachweisen können. Allerdings können bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) oder die Single-Photon-Emissionscomputertomographie (SPECT) eingesetzt werden, um andere Erkrankungen auszuschließen und die Diagnose zu unterstützen.
Eine wichtige Rolle bei der Diagnostik von Bewegungsstörungen spielt die Ultraschalluntersuchung der Substantia nigra (SN). Echogenität der SN. Degeneration. des Nucleus lentiformis, des Nucleus caudatus und der Ventrikelweite hilfreich. method. increase of the echogenicity of the substantia nigra (SN) is found. a marker for the progression of the disease. are useful.
Therapie der Parkinson-Krankheit
Die Parkinson-Krankheit ist bis heute nicht heilbar. Die Behandlung zielt darauf ab, die Symptome zu lindern und die Lebensqualität der Patienten zu verbessern. Im Mittelpunkt der Behandlung steht heute die Therapie mit Medikamenten sowie die regelmäßige Physiotherapie und Logopädie. Bis jetzt gibt es kein Medikament, dass die Ursache der Erkrankung, nämlich den Verlust der betroffenen Nervenzellen, aufhalten kann. In den letzten Jahren sind jedoch viele neue Medikamente entwickelt worden, mit denen man die Krankheit gut behandeln kann.
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Die medikamentöse Therapie umfasst in der Regel die Gabe von L-Dopa, einem Vorläufer von Dopamin, der im Gehirn in Dopamin umgewandelt wird. Weitere Medikamente, die eingesetzt werden können, sind Dopaminagonisten, MAO-B-Hemmer und COMT-Hemmer. Der Arzt muß für jeden Patienten die auf den Einzelfall abgestimmte Kombination und Dosierung auswählen.
Neben der medikamentösen Therapie spielen auch Physiotherapie, Ergotherapie und Logopädie eine wichtige Rolle. Diese Therapien können helfen, die Beweglichkeit, Koordination und Sprache der Patienten zu verbessern.
In einigen Fällen kann auch eine tiefe Hirnstimulation (THS) in Betracht gezogen werden. Bei diesem Verfahren werden Elektroden in bestimmte Bereiche des Gehirns implantiert, um die Aktivität der Nervenzellen zu modulieren.
Neue Therapieansätze
Die Forschung zur Parkinson-Krankheit ist sehr aktiv, und es werden ständig neue Therapieansätze entwickelt. Einige vielversprechende Ansätze sind:
- Gentherapie: Ziel der Gentherapie ist es, die Dopaminproduktion im Gehirn wiederherzustellen, indem defekte Gene repariert oder neue Gene eingeschleust werden.
- Zelltherapie: Bei der Zelltherapie werden gesunde Dopamin-produzierende Nervenzellen in das Gehirn transplantiert, um die Funktion der Substantia nigra wiederherzustellen.
- Immuntherapie: Die Immuntherapie zielt darauf ab, die Entzündungsprozesse im Gehirn zu reduzieren und die Degeneration der Nervenzellen zu verlangsamen.
- Wachstumsfaktoren: Nervenwachstumsfaktoren können zum Beispiel Nervenzellen vor Giftstoffen schützen oder verhindern, dass die Zellen ihr eingebautes Zelltod-Programm starten. Verschiedene Versuche deuteten darauf hin, dass der Nervenwachstumsfaktor GDNF den frühen Tod von Nervenzellen in der Substantia nigra verhindern kann. Die Ergebnisse dieser Studien zeigen, dass der Nervenwachstumsfaktor GDNF und sein Rezeptor Ret essenziell für das Überleben von Nervenzellen in der Substantia nigra sind. Werden diese Zellen geschädigt, wie zum Beispiel durch das Nervengift MPTP, dann ermöglichen GDNF/Ret die Regeneration von Zellkontakten und tragen so zur Schadensbegrenzung bei.
Die Bedeutung der Forschung
Die Erforschung der Parkinson-Krankheit ist von entscheidender Bedeutung, um die Ursachen der Erkrankung besser zu verstehen und neue, wirksamere Therapien zu entwickeln. Die Fortschritte der letzten Jahre im Bereich der Molekularbiologie, Genetik und Mikroskopie ermöglichen nun jedoch immer tiefere Einblicke in die Vorgänge des Gehirns.
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Ein wichtiger Forschungsansatz ist die Suche nach Biomarkern, die eine Früherkennung von Parkinson ermöglichen und helfen, das Fortschreiten der Erkrankung besser im Auge zu behalten. Außerdem gehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DZNE der Frage nach, wie geschädigte Mitochondrien zur Krankheitsentstehung beitragen können. Die „Kraftwerke der Zelle“ können schädliche Sauerstoffradikale abgeben und bauen zudem Dopamin ab.
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