Das Myelin, eine oft übersehene Struktur im menschlichen Körper, spielt eine entscheidende Rolle für die Gesundheit und Leistungsfähigkeit unseres Nervensystems. Diese Schutzschicht um die Nervenzellen ermöglicht eine schnelle und effiziente Kommunikation zwischen Gehirn und Körper. Dieser Artikel beleuchtet die Definition, Funktion, Folgen eines Mangels und Möglichkeiten zum Aufbau der Myelinschicht, um ein umfassendes Verständnis dieser wichtigen Substanz zu vermitteln.
Was ist Myelin? Eine Definition
Myelin ist eine Schutzschicht, die aus Proteinen und Fetten besteht und die Axone von Nervenzellen umgibt. Axone sind die langen, faserartigen Fortsätze der Nervenzellen, über die sie miteinander kommunizieren. Diese Myelinschicht schirmt die Axone ab und ermöglicht es der Nervenzelle, schnelle und zahlreiche elektrische Signale auszusenden. Myelin besteht zu 70 % aus Fetten und zu 30 % aus Proteinen und wird daher auch als "weiße Substanz" bezeichnet. Die myelinisierten Regionen im Gehirn sind aufgrund ihrer weißen Farbe relativ deutlich zu erkennen. Während der Kindheit und Jugend wächst Myelin immer weiter und unterstützt das sich entwickelnde Gehirn und Nervensystem bei seiner Funktionsweise.
Die Funktion der Myelinschicht für das Gehirn
Die Hauptaufgabe von Myelin besteht darin, die Reizweiterleitung im Gehirn in Form von Aktionspotentialen zu verbessern. Das Aktionspotential transportiert Informationen durch das Axon einer Nervenzelle zur nächsten Zelle. Die Myelinscheide verhindert, dass elektrische Energie aus dem Axon austritt, und hält so die Spannung innerhalb der einzelnen Nervenzellen aufrecht. Eine Studie der University of North Carolina hat gezeigt, dass Myelin die Geschwindigkeit der elektrischen Impulse der einzelnen Nervenzellen erhöht. Die Geschwindigkeit, mit der Nervenzellen miteinander interagieren und Lern-, Denk- und Erinnerungsprozesse ablaufen, hängt von der Gesundheit des Myelins im zentralen Nervensystem (ZNS) ab. Ein Bericht des Department of Psychiatry, State University of New York, ergab einen Zusammenhang zwischen der "weißen Substanz" und der Intelligenz. Da Myelin die Reizweiterleitung im Gehirn verbessert, bestimmt es die Geschwindigkeit aller ablaufenden Prozesse, was für die mentale Leistungsfähigkeit sowie Lern- und Erinnerungsprozesse entscheidend ist.
Die Folgen von Myelin-Mangel
Ein Mangel an Myelin kann vielfältige Auswirkungen haben, da das gesamte Gehirn und Nervensystem auf diesen Stoff angewiesen ist. Liegt ein Mangel vor, entstehen Signalstörungen zwischen dem Gehirn und anderen Teilen des Körpers, wie eine Studie des Institute of Molecular Medicine & Genetics der University of Georgia herausfand. Zu den Symptomen zählen Sehschwächen, Kribbeln oder Taubheitsgefühl am ganzen Körper und mentale Aussetzer. Ein Mangel an Myelin wird häufig erst spät erkannt, da die Symptome so vielfältig sein können. Ausgelöst wird er vor allem durch Schwächen des Immunsystems, Infektionen und Entzündungen. Ist der Körper bereits geschwächt, können auch die Myelinscheiden angegriffen werden.
Die natürliche Myelinschicht wieder aufbauen
Es gibt kein Patentrezept, um die Myelinschicht wieder aufzubauen. Es gibt jedoch einige Methoden und Tipps, die den Aufbau der Myelinschicht fördern können. Es gibt zwei Arten von Zellen, die Myelin bilden können: Oligodendrozyten (ZNS) und Schwann-Zellen (PNS). Während die Schwann-Zellen im ganzen Körper verteilt sind, befinden sich die Oligodendrozyten eher im Gehirn und sind dort für die Neubildung von Myelin verantwortlich.
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Schlaf
Erholsamer Schlaf ist einer der wichtigsten Faktoren. Eine Studie des Departments of Psychiatry der University of Wisconsin-Madison ergab, dass während des REM-Schlafs vermehrt Zellen gebildet werden, die als Ausgangsstoff für die Oligodendrozyten benötigt werden. Je besser man sich erholt und je mehr Schlaf man seinem Körper gönnt, desto mehr Myelin kann gebildet werden. Das Gegenteil ist bei Stress und Übermüdung der Fall, da Zellen schneller absterben. Für die mentale Leistungsfähigkeit ist es wichtig, sich nachts gut zu erholen und so die Bildung von Myelin zu unterstützen. Eine Routine am Abend, die dem Schlafen dient, kann ebenfalls zur Förderung des Myelins beitragen.
Ketose
Eine ketogene Ernährung bzw. Ketone können den Aufbau der Myelinschicht unterstützen. Eine ketogene Diät zeigte Erfolg bei einem Patienten, der unter Hypomyelinisierung litt, einer Erkrankung, bei der die Myelinisierung durch einen AGC1-Mangel von Geburt an gestört ist. Die ketogene Diät konnte in diesem Fall die Myelinisierung verbessern, indem sie einen Mangel in einem bestimmten Enzym (AGC1, das zur Bildung von N-Acetylaspartat in den Oligodendrozyten beiträgt) kompensiert hat. Ketone dienen auch als Energiequelle und Vorstufe bei der Lipidsynthese in den Oligodendrozyten im Gehirn und können somit die Myelinisierung unterstützen.
Die Omega-3 Fettsäure DHA
Der Gesamtfettgehalt des Gehirns besteht zu ca. 20 % aus der essentiellen Omega-3-Fettsäure DHA. Schon während der Schwangerschaft ist die Entwicklung der Hirnrinde eines Säuglings auf DHA angewiesen, dessen Speicherung während der ersten beiden Jahre nach der Geburt stattfindet. Diese Phase der DHA-Ablagerung stimmt zeitlich mit dem Beginn der Myelinisierung überein, was ein Hinweis darauf ist, dass beide Prozesse eng miteinander verknüpft sind. Es wird davon ausgegangen, dass DHA benötigt wird, um die Myelinisierung voranzutreiben. Eine Reduktion von DHA in der Nahrung kann auch bei Erwachsenen zu Lern- und Gedächtnisproblemen führen, was auf ein zu hohes Omega-6-zu-Omega-3-Verhältnis zurückzuführen ist. Eine Studie konnte herausfinden, dass dies zumindest teilweise negative Auswirkungen auf das Wachstum von Myelin haben kann.
Vitamin-D und Vitamin K2
Vitamin D sowie Vitamin K2 stehen ebenfalls im Zusammenhang mit Myelin. Studien konnten zeigen, dass der Vitamin-D-Rezeptor die Produktion von Oligodendrozyten erhöhen kann und Vitamin K an der Erhöhung von so genannten "Sulfatiden" beteiligt ist, einem Bestandteil der Myelinmembranschicht.
Cholin, Vitamin B12 und Vitamin B5
Vitamin B12, Citicolin und Vitamin B5 (Pantothensäure) sind wichtig für die Bildung von Myelin, da sie Ausgangsstoffe sind, die das Gehirn benötigt, um Myelin zu synthetisieren. Vitamin B5 ist essentiell, da es bei der Synthese von über die Nahrung aufgenommenen Fetten hilft, und Myelin besteht aus bis zu 70 % aus Fetten. Vitamin B5 hilft auch bei der Synthese von Acetylcholin, dem wichtigen Nervenbotenstoff des Gehirns. Citicolin unterstützt ebenfalls bei der Bildung von Acetylcholin und ist vor allem für die Reparatur von angegriffenen Myelinscheiden verantwortlich. Da es sich bei diesen Stoffen um Mikronährstoffe und Vitamine handelt, die in Lebensmitteln nur in geringer Dosis zu finden sind, kann ein Supplement sinnvoll sein.
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Weitere Forschungsansätze und Erkenntnisse
Die Forschung zum Thema Myelin ist weiterhin aktiv und liefert neue Erkenntnisse über seine Rolle im Nervensystem und mögliche Therapieansätze bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS).
Myelin und Stress
Forscher haben beobachtet, dass bei Verletzungen im Gehirn ein bestimmter Zelltyp aktiviert wird: Vorläuferzellen von Oligodendrozyten (OPCs). Aus OPCs entwickeln sich Oligodendrozyten, deren Aufgabe es ist, die Myelinscheide um die Axone auszubilden. Bei Autoimmunerkrankungen wie MS löst sich diese Schutzschicht auf, und auch bei Verletzungen geht die Myelinschicht kaputt. Die Forschung hat gezeigt, dass sich die Vorläuferzellen an Wundrändern massiv vermehren, weiter reifen und sich zu Myelin bildenden Oligodendrozyten entwickeln. Im Umfeld von Wunden aktivieren ungefähr ein Drittel aller OPCs das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH), das entscheidend für die Stress-Regulation des Körpers ist. Diese CRH-Produktion erfolgt sehr schnell und deutet auf eine wichtige Funktion bei frühen Prozessen der Wundheilung hin. Stress während der frühkindlichen Entwicklung ist einer der Risikofaktoren für psychiatrische Erkrankungen. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass bei Stress-assoziierten psychiatrischen Erkrankungen wie Depressionen das CRH-System in OPCs eine größere Rolle spielen dürfte als bisher bekannt war.
Myelin bei Multipler Sklerose (MS)
Bei MS entstehen Entzündungsherde im Gehirn und Rückenmark, die zu Funktionsstörungen der betroffenen Nerven führen. Durch körpereigene Reparaturvorgänge kann sich das Myelin wieder regenerieren (Remyelinisierung), wodurch sich auch die Signalweiterleitung verbessert. Im langfristigen Verlauf der MS können auch Beschädigungen an den Nervenfasern (Axonen) selbst entstehen. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das bisher als schützend angesehene Myelin das Überleben der Axone sogar gefährden kann, wenn es durch Immunzellen angegriffen wurde, aber weiterhin die Axone umhüllt und damit von der Außenwelt isoliert. In den Gewebeproben der Erkrankten konnte nachgewiesen werden, dass die irreversible Schädigung fast immer in den noch mit Myelin ummantelten Axonen auftritt.
Aktivierung der Myelinproduktion
In einem Kooperationsprojekt wurde in Zellen ein Signalsystem entdeckt, welches die Produktion von Myelinproteinen aktivieren kann. Durch die Aktivierung von Mek1 wird die Myelinproduktion gesteigert und es entstehen verdickte Myelinscheiden. Schwann-Zellen von Mäusen, die genetisch dahingehend verändert worden waren, dass sie eine überaktive Form von Mek1 produzierten, stellten erhöhte Mengen von Myelin her. Dies hatte zur Folge, dass der Rückgang der Myelin-Produktion, der normalerweise mit der Alterung einhergeht, verhindert wurde.
Theophyllin zur Regeneration von Myelinscheiden
Geschädigte Myelinscheiden bei Mäusen wurden durch die Behandlung mit dem Wirkstoff Theophyllin regeneriert und so die Funktion der Nervenzellen wiederhergestellt. Ist eEF1A1 durch Acetylierung aktiviert, wird der Prozess zur Remyelinisierung unterbunden. Ist eEF1A1 durch Deacetylierung deaktiviert, kann die Myelinschicht wieder aufgebaut werden. Mäuse, die vier Tage lang mit Theophyllin behandelt wurden, zeigten deutliche Verbesserungen. Die Wiederherstellung der Myelinscheide war im peripheren Nervensystem besonders beeindruckend und die Neurone erholten sich vollständig. Auch im zentralen Nervensystem verlief die Regeneration viel besser, sodass sowohl bei jungen als auch bei alten Mäusen nach einem Monat ein schneller und effizienter Aufbau der Myelinumhüllung festzustellen war.
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Myelin als Energiereserve
Forscher haben untersucht, wie sich der extreme Energieverlust eines Marathonlaufs auf das Gehirn auswirkt. Die Hirnscans zeigen, dass die Myelin-Konzentration in mehreren Gehirnarealen 24 bis 48 Stunden nach der starken Belastung deutlich abnimmt. Nach zwei Wochen stieg die Myelin-Konzentration wieder an. Die Wissenschaftler vermuten, dass Myelin bei einer extremen Belastung als kurzfristige Fettreserve für das Gehirn dienen könnte.
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