Mittwoch, 28.05.2014

Forschung

Wie Ernährung das Gehirn schützen kann

Lübecker Forscher entschlüsseln die Wirkmechanismen ketogener Diät für die Behandlung von Morbus Alzheimer und anderer neurodegenerativer Erkrankungen

Die Ernährung formt die Figur. Aber das ist nicht alles: die Zusammensetzung der Ernährung hat auch Auswirkungen auf das Gehirn. Dieser Zusammenhang wird schon seit Jahrzehnten für die Therapie von Epilepsiepatienten genutzt. Zurzeit laufen Versuche, spezielle Diätformen für die Behandlung des Morbus Alzheimer und anderer neurodegenerativer Erkrankungen zu entwickeln.

Schützend für das Gehirn scheint eine sogenannte ketogene Diät zu sein, die reich an Fett und arm an Kohlenhydraten und Proteinen ist. Unter einer ketogenen Diät ähnelt der Stoffwechsel teilweise dem im Hungerzustand. In beiden Fällen verbrennt der Körper Fett, das entweder aus der Diät oder aus körpereigenen Depots stammt. Dabei werden aus Fett Ketonkörper. Wie aber Ketonkörper das Gehirn schützen, war bislang unklar. Forscher aus dem Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität zu Lübeck ist es jetzt gelungen, den Wirkmechanismus von Ketonkörpern zu entschlüsseln. Sie hoffen, mit Hilfe dieses Wissens wirksamere Therapeutika für neurologische Erkrankungen entwickeln zu können.

Bei neurologischen Erkrankungen wie Morbus Alzheimer oder Schlaganfällen sterben Nervenzellen ab. Der Untergang der Nervenzellen ist zumindest teilweise auf eine Überreaktion von Entzündungszellen zurückzuführen, die in das Gehirn einwandern. Die Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Schwaninger haben gefunden, dass eine ketogene Diät und die entstehenden Ketonkörper auf die Entzündungszellen, Monozyten und Makrophagen, im Gehirn einwirken. Dabei binden Ketonkörper an einen Rezeptor mit dem Namen HCA₂, der sich auf Entzündungszellen befindet. „Ketonkörper instruieren durch HCA₂ Entzündungszellen, das Gehirn zu schützen“, so Schwaninger.

Eine ketogene Diät ist so fettreich, dass sie schlecht schmeckt, und bei Patienten meist unbeliebt ist. Die Lübecker Forscher fanden aber, dass auch Nikotinsäure wie Ketonkörper durch HCA₂ einen Untergang von Hirngewebe verhindern kann. Nikotinsäure wird bereits seit vielen Jahrzehnten zur Senkung des Cholesterinspiegels eingesetzt. Als ‚ketogene Diät in Tablettenform‘ könnte Nikotinsäure ein Comeback in einer neuen Indikation haben. Tatsächlich wurde Nikotinsäure schon in den 50er Jahren bei akutem Schlaganfall unter der Vorstellung verwendet, dass es zu einer Gefäßerweiterung im Gehirn führt.

Später hatte sich aber herausgestellt, dass die Gefäßerweiterung nur auf die Haut beschränkt ist. „Auch wenn Nikotinsäure nicht die Durchblutung des Gehirns steigert, hat es doch einen Effekt beim Schlaganfall und möglicherweise auch bei anderen neurologischen Erkrankungen“ sagt Schwaninger.

In weiteren Experimenten fanden die Wissenschaftler heraus, wie die Aktivierung des HCA₂-Rezeptors das Gehirn schützt. „Wir vermuten, dass entzündungshemmende Faktoren gebildet werden, aber die genaue Identifizierung dieser Faktoren steht noch aus“ räumt Schwaninger ein. Neben der genauen Wirkweise steht die Testung weiterer Substanzen, die an den HCA₂-Rezeptor binden, auf der Arbeitsliste der Lübecker Forscher. Sie hoffen, einen Stoff zu finden mit gleicher oder besserer Wirksamkeit aber weniger Nebenwirkungen. Die zunehmende Zahl von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen wie M. Alzheimer oder Schlaganfall wartet dringend auf neue therapeutische Ansätze.

Originalpublikation:
Rahman M, Muhammad S, Khan MA, Chen H, Ridder DA, Müller-Fielitz H, Pokorna B, Vollbrandt T, Stölting I, Nadrowitz R, Okun JG, Offermanns S, Schwaninger M. The β-hydroxybutyrate receptor HCA₂ activates a neuroprotective subset of macrophages. Nature Communications. Doi:10.1038/ncomms4944