Warum erkranken manche Menschen trotz eines hohen genetischen Risikos nicht an Alzheimer, während andere bereits früh Veränderungen im Gehirn entwickeln? Zwei neue Forschungsarbeiten beleuchten diese Frage aus unterschiedlichen Richtungen. Die eine untersucht einen seltenen genetischen Schutzmechanismus, die andere den möglichen Nutzen alltäglicher Bewegung. Zusammen zeigen die Ergebnisse: Das persönliche Alzheimer-Risiko wird nicht von einem einzigen Faktor bestimmt. Neben der genetischen Ausstattung könnten der Zustand der Blutgefäße im Gehirn und regelmäßige körperliche Aktivität eine wichtige Rolle dabei spielen, wann und wie schnell die Erkrankung voranschreitet.
Ein Risikogen bedeutet nicht zwangsläufig Alzheimer
Eine Variante des Gens APOE, die als APOE ε4 bezeichnet wird, gilt als stärkster verbreiteter genetischer Risikofaktor für Alzheimer. Schätzungsweise jeder fünfte Mensch trägt mindestens eine Kopie dieser Genvariante. Das bedeutet jedoch nicht, dass Betroffene zwangsläufig erkranken. APOE ε4 erhöht lediglich die Wahrscheinlichkeit. Manche Träger bleiben bis ins hohe Alter geistig leistungsfähig. Genau diese Menschen sind für die Forschung besonders interessant: Offenbar verfügt ihr Körper über zusätzliche Schutzmechanismen, welche die genetische Belastung teilweise ausgleichen können.
Wissenschaftler der Columbia University untersuchten deshalb eine seltene Veränderung im Gen FN1. Dieses Gen liefert die Bauanleitung für Fibronectin, ein Protein, das unter anderem in der Umgebung von Blutgefäßen vorkommt. Frühere Untersuchungen hatten Hinweise darauf geliefert, dass eine bestimmte FN1-Mutation Menschen mit APOE ε4 vor Alzheimer schützen könnte. Die neue Forschungsarbeit versucht nun zu erklären, wie dieser natürliche Schutz zustande kommt.
Die Blut-Hirn-Schranke als empfindliches Schutzsystem
Die Blut-Hirn-Schranke kontrolliert, welche Stoffe aus dem Blut in das Gehirngewebe gelangen dürfen. Sie schützt das Gehirn vor Schadstoffen und trägt dazu bei, das empfindliche Milieu rund um die Nervenzellen stabil zu halten.
Nach den neuen Ergebnissen kann APOE ε4 dazu führen, dass sich zu viel Fibronectin rund um die Blutgefäße des Gehirns ansammelt. Bei Mäusen mit der menschlichen APOE-ε4-Variante fanden die Forschenden beinahe doppelt so viel Fibronectin wie bei Tieren mit der häufigen Variante APOE ε3. Gleichzeitig war die Blut-Hirn-Schranke durchlässiger.
Um zu prüfen, ob das Protein tatsächlich an den Schäden beteiligt ist, veränderte das Forschungsteam die Fibronectin-Produktion in bestimmten Stützzellen des Gehirns. Diese als Astrozyten bezeichneten Zellen unterstützen Nervenzellen und helfen dabei, die Blut-Hirn-Schranke aufrechtzuerhalten.
Eine erhöhte Fibronectin-Produktion reichte aus, um die Barriere durchlässiger werden zu lassen. Wurde die Menge des Proteins dagegen reduziert, verbesserte sich ihre Funktion. Damit liefern die Versuche Hinweise darauf, dass Fibronectin nicht nur als Begleiterscheinung auftritt, sondern möglicherweise unmittelbar zur Schädigung der Gefäße beiträgt.
Gestörte Kommunikation und Entzündungsprozesse
Überschüssiges Fibronectin scheint außerdem die Kommunikation zwischen Zellen zu verändern. Beteiligt sind sogenannte Integrine sowie das Enzym Focal Adhesion Kinase. Beide gehören zu Signalwegen, über die Zellen ihre Umgebung wahrnehmen und darauf reagieren.
Auch in untersuchten menschlichen Gewebe- und Nervenwasserproben zeigte sich ein Zusammenhang zwischen erhöhten Fibronectin-Werten und Entzündungsreaktionen in Astrozyten. Genetische Analysen brachten FN1 zudem mit Gefäßveränderungen und mit VEGFA in Verbindung. Dieser Wachstumsfaktor ist unter anderem für die Gesundheit und Regulation von Blutgefäßen wichtig.
Die seltene schützende FN1-Mutation könnte dafür sorgen, dass sich weniger schädliches Fibronectin an den Hirngefäßen ansammelt. Dadurch bliebe die Blut-Hirn-Schranke möglicherweise länger intakt. Langfristig könnten Medikamente entwickelt werden, die diesen natürlichen Schutzmechanismus nachahmen. Bis dahin sind allerdings weitere Untersuchungen erforderlich, insbesondere klinische Studien mit Menschen.
Bewegung könnte den Krankheitsverlauf beeinflussen
Während die genetische Studie einen möglichen biologischen Schutzmechanismus beschreibt, beschäftigt sich eine weitere Untersuchung mit einem Faktor, den Menschen zumindest teilweise selbst beeinflussen können: der täglichen Bewegung. Dafür wurden fast 300 ältere Personen über einen Zeitraum von neun bis elf Jahren beobachtet. Bei ihnen waren bereits frühe Alzheimer-typische Veränderungen im Gehirn nachweisbar. Ihre körperliche Aktivität wurde mithilfe von Schrittzählern erfasst.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass schon etwa 3.000 Schritte pro Tag mit einem langsameren Fortschreiten bestimmter Veränderungen und einem geringeren geistigen sowie funktionellen Abbau verbunden sein könnten. Den größten Nutzen beobachteten die Forschenden bei ungefähr 5.000 bis 7.500 Schritten täglich. Oberhalb dieses Bereichs nahm der beobachtete Vorteil nicht wesentlich weiter zu.
Damit relativiert die Untersuchung das oft genannte Ziel von 10.000 Schritten. Für ältere oder bislang wenig aktive Menschen könnte bereits ein deutlich niedrigeres und realistischer erreichbares Bewegungsniveau sinnvoll sein. Rund 3.000 Schritte können – abhängig von Tempo, Schrittlänge und Alltag – ungefähr einer halben Stunde Gehen entsprechen.
Bewegung beseitigte keine Amyloid-Ablagerungen
Bemerkenswert ist, auf welchem Weg die Aktivität gewirkt haben könnte. Die körperlich aktiveren Personen wiesen nicht automatisch weniger Amyloid-Plaques auf. Diese Eiweißablagerungen entstehen häufig früh im Krankheitsprozess und stehen im Mittelpunkt verschiedener Alzheimer-Therapien.
Stattdessen war Bewegung bei Personen, die bereits Amyloid-Ablagerungen hatten, mit einer langsameren Ansammlung veränderter Tau-Proteine in bestimmten Hirnregionen verbunden. Tau-Veränderungen treten typischerweise später auf und stehen enger mit dem Verlust geistiger und alltäglicher Fähigkeiten in Zusammenhang.
Bei den aktiveren Teilnehmern fiel der beobachtete kognitive und funktionelle Abbau beinahe um die Hälfte geringer aus. Daraus lässt sich jedoch nicht ableiten, dass Spazierengehen das Fortschreiten von Alzheimer sicher halbiert. Die Studie zeigt zunächst einen statistischen Zusammenhang und keinen endgültigen Beweis für Ursache und Wirkung.
Warum körperliche Aktivität dem Gehirn helfen könnte
Bewegung kann das Gehirn auf mehreren Wegen unterstützen. Sie wirkt sich positiv auf die Durchblutung, den Blutdruck, den Stoffwechsel und die Gefäßgesundheit aus. Außerdem setzt aktive Muskulatur verschiedene Botenstoffe frei.
Zu diesen Stoffen gehören unter anderem Irisin und der Wachstumsfaktor BDNF. Sie werden mit neuronaler Anpassungsfähigkeit, entzündungshemmenden Prozessen und der Gesundheit von Nervenzellen in Verbindung gebracht. Solche Mechanismen könnten erklären, weshalb körperliche Aktivität auch dann nützlich sein kann, wenn bereits Alzheimer-typische Veränderungen bestehen.
Ein zusätzlicher Vorteil: Gehen ist für viele Menschen leichter in den Alltag zu integrieren als ein festes Sportprogramm. Spaziergänge, Wege zu Fuß, Gartenarbeit oder mehrere kurze Bewegungseinheiten können dazu beitragen, die Schrittzahl allmählich zu erhöhen.
Was die Ergebnisse nicht beweisen
Beide Forschungsarbeiten liefern interessante Ansätze, haben aber klare Grenzen. Die Erkenntnisse zum Fibronectin-Mechanismus beruhen zum Teil auf Zell- und Tierexperimenten. Ob eine Behandlung, die diesen Signalweg beeinflusst, beim Menschen sicher und wirksam wäre, ist noch offen.
Auch die Bewegungsstudie war mit knapp 300 Teilnehmern relativ klein. Die untersuchte Gruppe bestand überwiegend aus weißen, gut ausgebildeten Menschen in den USA und bildet deshalb nicht zwangsläufig die Gesamtbevölkerung ab. Zudem können sich aktive und wenig aktive Personen in weiteren Punkten unterscheiden, beispielsweise hinsichtlich Ernährung, Vorerkrankungen, sozialer Kontakte oder allgemeiner Fitness.
Die Zahl von 3.000 Schritten sollte daher nicht als medizinischer Schwellenwert verstanden werden. Sie bedeutet weder, dass weniger Bewegung wirkungslos ist, noch dass eine bestimmte Schrittzahl Alzheimer verhindert oder behandelt.
Gene und Lebensstil sind keine Gegensätze
Die beiden Studien verdeutlichen, dass genetische Veranlagung und Lebensstil nicht isoliert voneinander betrachtet werden sollten. Gene können die biologische Ausgangslage beeinflussen, legen die weitere Entwicklung aber nicht in jedem Fall fest. Gleichzeitig kann Bewegung eine Erkrankung nicht sicher verhindern und ein genetisch erhöhtes Risiko nicht einfach aufheben.
Dennoch könnten beide Forschungsrichtungen langfristig zusammenführen: Ein besseres Verständnis natürlicher Schutzmechanismen könnte neue Medikamente ermöglichen, während regelmäßige Bewegung eine niedrigschwellige Ergänzung der Vorsorge bleibt.
Für den Alltag ist vor allem eine Botschaft relevant: Jeder zusätzliche Schritt kann ein sinnvoller Anfang sein. Menschen mit Beschwerden, eingeschränkter Mobilität oder bestehenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen sollten Umfang und Intensität neuer Bewegungsprogramme zuvor ärztlich abklären.
