Strukturelle Veränderungen im Gehirn: Ursachen und Auswirkungen

Das Gehirn ist ein komplexes Organ, dessen einwandfreie Funktion von einer intakten Struktur und störungsfreien Stoffwechselprozessen abhängt. Fehlfunktionen des Gehirns und des Nervensystems können durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden. Diese können äußere Einwirkungen, genetische Veranlagung oder eine Kombination aus beidem sein, wodurch das komplexe Zusammenspiel gestört und neurologische oder psychiatrische Erkrankungen ausgelöst werden können. Obwohl die genauen Ursachen und Zusammenhänge vieler Erkrankungen noch unbekannt sind, ist es wichtig, die verschiedenen Ursachen und Auswirkungen struktureller Veränderungen im Gehirn zu verstehen.

Ursachen struktureller Veränderungen im Gehirn

Mangelnde Durchblutung

Die häufigste Ursache für Schädigungen des Gehirns und des Nervensystems ist eine unzureichende Durchblutung. Aufgrund seiner hohen Aktivität hat das Gehirn den höchsten Energiebedarf aller Organe. Es benötigt etwa 20 % der gesamten Blutmenge, die vom Herzen in den Körperkreislauf gepumpt wird, wodurch Sauerstoff und Nährstoffe zu den Nervenzellen im Gehirn transportiert werden. Eine Unterbrechung dieser Versorgung, beispielsweise durch Herzstillstand, Ersticken oder Hypoglykämie, kann zu Schäden oder sogar zum Absterben von Nervenzellen führen.

Weitere Ursachen

• Gehirntumoren: Krankhafte Veränderungen von Blutgefäßen können die Ursache für Funktionsstörungen sein.
• Mechanische Verletzungen: Unfälle können Blutungen im Gehirn verursachen.
• Entzündungen: Sie können die Ursache für Funktionsstörungen sein.
• Störungen der Signalübertragung: Störungen bei der Signalübertragung von einer Nervenzelle zur nächsten und Unregelmäßigkeiten im Stoffwechsel der Nervenzellen.
• Gliazellen: Störungen der Hirnfunktion können auch von Gliazellen ausgehen, die an der Ernährung der Nervenzellen beteiligt sind und ihnen als Stützgewebe dienen.

Genetische Faktoren

Bei zahlreichen Erkrankungen des Gehirns und des Nervensystems spielen genetische Faktoren eine wichtige Rolle. Studien haben gezeigt, dass bei schizophrenen und manisch-depressiven Patienten zumindest eine Veranlagung für diese Erkrankungen vererbt werden kann. Es scheint jedoch, dass der Ausbruch dieser Erkrankungen durch Umwelteinflüsse begünstigt wird. Erbliche Faktoren und die Umwelt der Patienten wirken hier offenbar zusammen. Reine Erbkrankheiten weisen häufig Defekte im Stoffwechsel der Nervenzellen auf.

Äußere Einflüsse

Auch äußere Einflüsse können Störungen der Hirnfunktion verursachen. Ein Beispiel dafür sind Infektionen durch Bakterien und Viren, die bei den Patienten beispielsweise zu einer Entzündung der Hirnhäute führen können. Solche Entzündungen schädigen das Gehirn und können sogar tödlich enden. Das Virus, das die Kinderlähmung verursacht, greift Nervenzellen vor allem im Rückenmark an, die an der Steuerung der Körperbewegung beteiligt sind. Andere Viren, wie beispielsweise Herpes-zoster-Viren der Gürtelrose, können jahrelang unbemerkt bleiben, bevor sie Schädigungen verursachen.

Auch Giftstoffe können zu schweren Beeinträchtigungen von Gehirn und Nervensystem führen. Die Folgen einer Quecksilbervergiftung sind Gedächtnisschwund und Muskelzittern. Blei kann Verhaltensstörungen und Lernschwierigkeiten hervorrufen. Neuronale Funktionsstörungen können auch durch das körpereigene Immunsystem ausgelöst werden. Dabei werden bestimmte Zellen im Gehirn und Nervensystem paradoxerweise als fremd eingestuft und von den Immunzellen geschädigt.

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Die Alzheimer-Krankheit: Ein Beispiel für strukturelle Veränderungen

Die Alzheimer-Krankheit ist eine degenerative neurologische Erkrankung, bei der die Funktion des Gehirns beeinträchtigt ist. Es kommt zu einem erheblichen Verlust an Hirngewebe und zu Veränderungen im Großhirn. Strukturelle Änderungen im Eiweißgewebe des Gehirns führen zu Gedächtnis- und Orientierungsverlust und zu einem Abbau des Denkens und Fühlens des Erkrankten.

Veränderungen im Gehirn bei Alzheimer

Bei Menschen mit Alzheimer kommt es zu Veränderungen im Gehirn, die sich in vielfältiger Weise auf die Betroffenen auswirken. 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.

Im Gehirn von Menschen mit Alzheimer sammelt sich übermäßig viel Amyloid-beta zwischen den Gehirnzellen an und bildet kleinere, giftige Klumpen (Oligomere) und riesige Zusammenlagerungen (Plaques). 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.

Weitere Faktoren bei Alzheimer

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.

Verlauf der Alzheimer-Krankheit

Die Alzheimer Erkrankung verläuft nicht bei jedem Betroffenen gleich. Es gibt zwischen einzelnen Betroffenen oft erhebliche Unterschiede. Die Alzheimer Krankheit beginnt langsam. Sie schreitet aber immer weiter fort. Dabei kann es zwischendurch zu stabilen Phasen kommen. Durch frühzeitige und fachgerechte Behandlung und die Verordnung entsprechender Medikamente kann das Fortschreiten der Erkrankung verlangsamt werden.

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• Frühes Stadium: Im frühen Stadium der Erkrankung werden erste Einschränkungen des Kurzzeitgedächtnisses und der Orientierung deutlich. Ausgehend von individuell unterschiedlichen intellektuellen Fähigkeiten kommt es zum Vergessen von Terminen, Problemen beim Verfolgen eines Gespräches, Verständnisschwierigkeiten bei abstrakten Begriffen und Wortspielen. Anspruchsvolle, komplexe Tätigkeiten können nicht mehr ausgeübt werden. Das Urteilsvermögen lässt nach und die Betroffenen meiden Entscheidungen. Wahrnehmungsstörungen können dazu führen, dass die Betroffenen Probleme beim Autofahren haben, bei früher normalen handwerklichen Arbeiten oder beim Anziehen. Die Betroffenen ziehen sich zurück. Sie sind misstrauisch und launisch auch gegenüber Familienmitgliedern. In diesem Stadium der Erkrankung sind sich die Betroffenen der Veränderungen noch bewusst.
• Mittleres Stadium: Das zweite oder mittlere Stadium ist gekennzeichnet durch eine verstärkte Ausprägung der bisher eingetretenen Verluste. Die Gedächtnisstörungen nehmen stark zu und weiten sich allmählich auch auf Bereiche des Langzeitgedächtnisses aus. Die Sprache wird immer reduzierter. Das Sprachverständnis lässt nach. Die Orientierung lässt stark nach. Manche Betroffenen laufen davon, sind verwirrt, frustriert und oft aggressiv. Die möglichen kognitiven Leistungen können stark schwanken. Manchmal wirken die Betroffenen fast "normal" und sind dann wieder vollständig unselbständig. Anziehen, Baden, Essen wird wegen der zunehmenden Koordinationsprobleme immer schwieriger. Wechsel im Schlaf-Wach-Rhythmus mit nächtlichem Umherwandern und Müdigkeit tagsüber. Beginnende Inkontinenz.
• Spätstadium: Das dritte Stadium oder Spätstadium ist gekennzeichnet durch die vollständige Abhängigkeit des Betroffenen von der Betreuung. Es besteht eine hohe Pflegebedürftigkeit. Angehörige werden nicht mehr erkannt. Das Gedächtnis ist fast vollständig ausgeschaltet, die Sprache ist beschränkt auf wenige Wörter. Unruhe, Depressionen, Ängste und Wahnvorstellungen sind vorbei. Motorische Fähigkeiten nehmen stark ab. Betroffene können nicht mehr gehen oder aufrecht sitzen. Es treten Schluckprobleme auf, die sich steigern. Häufig vollständige Inkontinenz. Sie sind teilnahmslos und müssen zu jeder Bewegung aufgefordert werden.

Weitere neurologische Erkrankungen und ihre Ursachen

Nervenkrankheiten, auch neurologische Erkrankungen genannt, sind Störungen des Nervensystems. Eine Störung des Nervensystems liegt vor, wenn die normale Funktion von Gehirn, Rückenmark oder peripheren Nerven beeinträchtigt ist. Nervenkrankheiten betreffen also entweder das zentrale Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) oder das periphere Nervensystem (Nerven außerhalb von Gehirn und Rückenmark).

Arten von Nervenkrankheiten

• Erbliche Nervenkrankheiten: Diese sind entweder seit Geburt vorhanden oder können sich aufgrund erblicher Veranlagung im Laufe des Lebens entwickeln.
• Degenerative Nervenkrankheiten: Dies sind fortschreitende Erkrankungen, bei denen Nervenzellen nach und nach absterben oder ihre Funktion verlieren, was Sprache, Bewegung oder Gedächtnis beeinträchtigen kann.
• Entzündliche Nervenkrankheiten: Autoimmunreaktionen, Infektionen oder sonstige Prozesse können diese auslösen.
• Neuromuskuläre Erkrankungen: Diese betreffen das Zusammenspiel zwischen Nervensystem und Muskulatur.
• Gefäßbedingte Nervenkrankheiten: Diese entstehen durch Durchblutungsstörungen im Gehirn oder Rückenmark, was zu einer unzureichenden Sauerstoff- und Nährstoffversorgung führt.

Häufige Nervenkrankheiten

• Schlaganfall: Entsteht infolge einer plötzlichen Durchblutungsstörung im Gehirn.
• Hirnblutung: Tritt auf, wenn ein Blutgefäß im Gehirn platzt.
• Schädel-Hirn-Trauma: Entsteht durch eine äußere Gewalteinwirkung auf den Kopf.
• Morbus Parkinson: Eine neurodegenerative Erkrankung, bei der Dopamin produzierende Nervenzellen im Gehirn langsam absterben.
• Multiple Sklerose (MS): Eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem die schützende Myelinschicht der Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark angreift.
• Hirnhautentzündung (Meningitis): Entsteht durch eine bakterielle oder virale Infektion, die die Hirnhäute entzündet.
• Kopfschmerzen: Bestimmte Formen der Kopfschmerzen sind auf neurologische Faktoren zurückzuführen, die bekannteste ist Migräne.
• Polyneuropathie: Bezeichnet eine Schädigung mehrerer peripherer Nerven.
• Gehirntumor: Eine gutartige oder bösartige Wucherung im Gehirn, die durch unkontrolliertes Zellwachstum entsteht.

Symptome von Nervenkrankheiten

Die Symptome von Nervenkrankheiten sind vielfältig und betreffen häufig die Motorik, die Sinneswahrnehmung oder die kognitive Leistungsfähigkeit.

• Motorische Störungen: Entstehen, wenn der Körper Nervensignale nicht mehr richtig an die Muskeln weiterleitet.
• Sinnesstörungen: Treten auf, wenn das Nervensystem sensorische Reize nicht mehr richtig verarbeitet.
• Kognitive Störungen: Betreffen das Denkvermögen, die Sprache, das Gedächtnis oder die Aufmerksamkeit.

Diagnose und Therapie

Bei Verdacht auf Nervenerkrankungen sollten Betroffene frühzeitig einen Arzt aufsuchen. Um eine genaue Diagnose zu stellen, führen Ärzte verschiedene Untersuchungen durch. Die Therapie von Nervenkrankheiten ist individuell und richtet sich nach der jeweiligen Diagnose, der Ursache und dem Krankheitsverlauf. Je nach Art der Erkrankung kann eine Kombination verschiedener Behandlungsansätze erforderlich sein, um die Symptome zu kontrollieren und die Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern.

Hirnläsionen: Strukturelle Veränderungen durch Verletzungen

Hirnläsion (lateinisch laesio = Verletzung) beschreibt strukturelle Veränderungen oder Verletzungen im Gehirn, die durch innere oder äußere Einflüsse entstehen. Sie können einzelne Hirnareale oder mehrere Bereiche betreffen und Funktionen wie Bewegung, Sprache, Denken oder Bewusstsein beeinträchtigen.

Ursachen von Hirnläsionen

• Traumatisch: Schädel-Hirn-Trauma, Hirnkontusion, Gehirnerschütterung
• Vaskulär: Hirninfarkt (Schlaganfall), Hirnblutung, Gefäßmissbildungen
• Entzündlich oder infektiös: Enzephalitis, Multiple Sklerose, neurodegenerative Erkrankungen
• Tumorös: Primäre Hirntumoren (z. B. Gliome), Hirnmetastasen
• Toxisch/metabolisch: Alkoholmissbrauch, Drogen, Sauerstoffmangel, Hypoglykämie
• Kongenital: Hirnfehlbildungen, perinatale Schädigungen

Symptome von Hirnläsionen

Die Symptome hängen von Ort und Größe der Läsion ab:

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• Lähmungen oder Bewegungsstörungen
• Sprach- oder Schluckstörungen
• Sehstörungen, Gesichtsfeldausfälle
• Gedächtnis-, Konzentrations- oder Aufmerksamkeitsprobleme
• Persönlichkeitsveränderungen
• Krampfanfälle
• Bewusstseinsstörungen oder Koma

Diagnose und Therapie von Hirnläsionen

• Bildgebung: CT (besonders bei akuten Blutungen oder Verletzungen), MRT (höhere Auflösung bei entzündlichen, ischämischen oder tumorösen Läsionen)
• Neurologische Untersuchung: Überprüfung von Reflexen, Muskelkraft, Koordination, Sprache und Orientierung
• EEG: Bei Verdacht auf epileptische Aktivität
• Laborwerte: z. B. bei Infekten oder Stoffwechselentgleisungen

Die Behandlung richtet sich nach der Ursache der Läsion:

• Medikamentös: z. B. Antikonvulsiva, Kortikosteroide, Antibiotika, Thrombolytika
• Chirurgisch: z. B. Entfernung von Tumoren oder Blutungen
• Rehabilitation: gezielte Physio-, Ergo- und Sprachtherapie
• Pflege und Überwachung: bei neurologischen Ausfällen oder Bewusstseinsstörungen

Pflegeaspekte bei Hirnläsionen

• Beobachtung neurologischer Funktionen (z. B. Pupillenreaktion, Bewusstsein, Beweglichkeit)
• Lagerung und Mobilisation zur Dekubitus- und Pneumonieprophylaxe
• Unterstützung bei Alltagsaktivitäten bei kognitiven oder motorischen Einschränkungen
• Emotionale Begleitung und Kommunikation mit Angehörigen
• Früherkennung von Komplikationen (z. B. epileptische Anfälle, Hirndruckzeichen)

Prognose von Hirnläsionen

Die Prognose ist abhängig von Lokalisation, Ausmaß und Ursache der Läsion. Leichte Läsionen können folgenlos ausheilen, während schwere Läsionen bleibende Einschränkungen oder Behinderungen hinterlassen können. Eine frühe Rehabilitation verbessert die Genesungschancen deutlich.

Kleinstgefäß-Erkrankungen im Gehirn

Krankhafte Veränderungen in den kleinsten Blutgefäßen im Gehirn können Schlaganfälle und Demenz auslösen. Diese "Kleinstgefäß-Erkrankungen" im Gehirn sind für einen großen Anteil der durchblutungsbedingten Demenzfälle verantwortlich und werden als zerebrale Mikroangiopathien bezeichnet.

Forschung zu Kleinstgefäß-Erkrankungen

Die Forschung hat zu einem Paradigmenwechsel in der Interpretation von Veränderungen in den tiefen Hirnregionen geführt. Typische Veränderungen im Gehirn von Menschen mit Kleinstgefäß-Erkrankung sind Lakunen (Löcher im Gehirn) und Hyperintensitäten (Veränderungen in der Zusammensetzung des Hirngewebes).

Studien haben gezeigt, dass Lakunen und Hyperintensitäten am gleichen Ort im Gehirn entstehen, nämlich in den tiefer gelegenen Hirnregionen, und sich von dort allmählich Richtung der oberflächlich gelegenen Hirnrinde, dem sogenannten Kortex, ausbreiten. Dies deutet darauf hin, dass die Entstehung von Lakunen und Hyperintensitäten nicht grundsätzlich verschieden, sondern ähnlich und eng miteinander verbunden sein muss.

Auch zum Verständnis von Gehirnatrophie, dem Verlust von Hirnvolumen, ausgelöst durch krankhafte Veränderungen in den kleinsten Blutgefäßen, konnte die Forschung beitragen. Es wurde gezeigt, dass die durch Mikroangiopathien entstandenen Veränderungen in den tiefen Hirnstrukturen erst sekundär zu einer Veränderung der Hirnrinde führen, vermittelt durch die Nervenfaserbündel des Gehirns.

Veränderungen im Gehirn durch Beanspruchung und psychiatrische Erkrankungen

Anpassung des Gehirns an spezifische Anforderungen

Das Gehirn ist in der Lage, sich an spezifische Anforderungen anzupassen. Dies zeigt sich beispielsweise bei Musikern, deren Gehirnbereiche, die für Bewegung und Gefühl der Finger der linken Hand zuständig sind, größer sind als bei anderen Menschen. Auch bei Schachspielern sind deutliche Unterschiede der Gehirnaktivitäten zwischen Profis und Laien zu erkennen.

Psychiatrische Erkrankungen und Hirnstruktur

Forscher haben gezeigt, dass das Gehirn in verschiedenen psychiatrischen Erkrankungen ähnliche strukturelle Veränderungen zeigt. Diese Veränderungen der Hirnstruktur folgen einem Muster, das nicht zufällig zu sein scheint: Regionen, die sich in ihrer Struktur und Funktion ähneln, tendieren dazu, auch gemeinsam betroffen zu sein. Dies bedeutet, dass der biologische Aufbau unseres Gehirns darüber entscheidet, welche Regionen anfälliger für Veränderungen durch psychiatrische Erkrankungen sind. Dieses Muster scheint mehreren psychiatrischen Diagnosen zu Grunde zu liegen, was ein Grund dafür sein könnte, warum Patienten mit verschiedenen Diagnosen teils ähnliche Symptome zeigen.

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