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Die Wurzeln der Demenz: Ein molekularer Dominoeffekt verursacht Alzheimer

Spektrum der Wissenschaft

Blick ins Material

Die Wurzeln der Demenz: Ein molekularer Dominoeffekt verursacht Alzheimer

Spektrum der Wissenschaft

Typ:
Zeitungsheft
Umfang:
100 Seiten (17,9 MB)
Verlag:
Spektrum der Wissenschaft
Auflage:
(2014)
Fächer:
Naturwissenschaft, Biologie
Klassen:
9-13
Schultyp:
Gymnasium, Realschule

Prionen-Paradigma auf dem Vormarsch

Eine knappe Million Menschen in Deutschland leiden an Alzheimerdemenz – Epidemiologen ^zufolge können sich diese Zahl bis zur Jahrhundertmitte sogar noch verdoppeln. Angehörige und Freunde müssen dem unerbittlich fortschreitenden Gedächtnisverlust und Persönlichkeitsverlust der Betroffenen tatenlos zusehen, bis sie nur noch dem charakteristischen leeren Blick begegnen. Ein weiteres Kennzeichen der Erkrankung sind die berüchtigten Plaques in den Gehirnen der Patienten. Dabei handelt es sich um massenhafte Anhäufungen falsch gefalteter Amyloid­Beta­Proteine. Die Klumpen sind so groß, dass man sie unter dem Lichtmikroskop gut erkennen kann. Wo immer sie entstehen, scheinen sie die Hirnzellen zu schädigen, bis diese schließlich absterben. Der Prozess beginnt bereits viele Jahre vor dem Auftreten der ersten Symptome.

Doch wie kommt es zu der folgenschweren Verklumpung? Weltweit suchen Forscher nach der Antwort auf diese Frage. Jetzt zeichnet sich ein Paradigmenwechsel auf dem Gebiet ab, berichten Lary C. Walker von der Emory University in Atlanta und Mathias Jucker vom Hertie­ Institut für klinische Hirnforschung in Tübingen in unserer Titelgeschichte ab S. 22. Sie konnten nachweisen, dass falsch gefaltete Amyloid­Beta­Proteine allein durch ihre besondere Form anderen Exemplaren dieses Eiweißes die krank machende Gestalt aufzwingen und miteinander verklumpen. Bereits kleine lösliche »Keime« deformierter Proteine in geringer Konzentration genügen, um in den Gehirnen von Versuchstieren den fatalen molekularen Dominoeffekt anzustoßen.

Das bedeutet: Alzheimer breitet sich über ähnliche Mechanismen im Gehirn aus wie Prionenerkrankungen.

Prionen sind die prototypischen Beispiele für abnormal gefaltete Proteine, die andere Proteine dazu bringen, sich ebenfalls zu deformieren – und zusammenzuballen. Die »klassischen« Prionenerkrankungen wie Rinderwahnsinn und Creutzfeldt­Jakob sind ansteckend, Demenzen wie Morbus Alzheimer nach heutigem Wissensstand nicht. Dies könnte indes der einzige wesentliche Unterschied sein.

Das neue Verständnis von Alzheimer als »prionenartige keiminduzierte Proteinverklumpung« könnte dazu beitragen, die Erkrankung künftig weit früher zu diagnostizieren und möglicherweise gar ihre Entstehung zu verhindern: indem man die pathologische Kettenreaktion schon an ihrem Ausgangspunkt unterbindet. Und auch andere neurodegenerative Störungen wie Parkinson, die sich ähnlich im Gehirn ausbreiten, könnten wir bald besser verstehen und hoffentlich eines Tages auch effektiv therapieren.

Angesichts des menschlichen Leids, das alle diese Krankheiten verursachen, ist zu wün­ schen, dass sich die Forschung auf diesem Feld entscheidend weiterentwickelt.

Denn trotz tieferer Einsicht sind wir von neuen Medikamenten leider noch weit entfernt.

Inhalt:

Spektrogramm
  • Dunkle Materie im Sog der Sonne
  • Stammzellen noch einfacher hergestellt
  • Riesiger Schmelzwasservorrat auf Grönland versteckt
  • Wie die Tiere laufen lernten
  • Weiße Haie werden überraschend alt
  • Wichtige und unwichtige Mutationen bei Krebs
Forschung aktuell:
  • Versinkendes Flussdelta: Untersuchungen an ehemaligen Salzsiedeöfen und Wurzelresten von Mangroven zeigen, dass die Küste von Bangladesch rapide absinkt. Das verschärft die Bedrohung des Landes durch den globalen Anstieg des Meeresspiegels als Folge der Erderwärmung.
  • Galaxien am Rand des Alls: Bei der Erforschung der ältesten Sternsysteme im Universum stoßen Astronomen zunehmend auf Hindernisse. Sind selbst die größten Teleskope zu klein, um die Geschichte der ersten Galaxien zu entschlüsseln?
  • Was die Entartung vorantreibt: Forscher können aus dem Erbgut von Krebszellen herauslesen, welche Faktoren das Tumorwachstum auslösen.
  • Künstliche Base zum Nachweis von DNA-Sequenzen: Die nur schwache Bindung zwischen den DNA-Basen Thymin und Adenin erschwert genetische Untersuchungen. Ein nun entwickeltes Thyminanalogon behebt dieses Problem.
Themen:
  • Wurzeln der Demenz: Eine Kettenreaktion, die im Gehirn massenhaft toxische Proteine produziert, liegt den so genannten Prionenkrankheiten zu Grunde. Nach neuen Erkenntnissen könnte dieser Mechanismus aber auch eine mögliche Ursache für Alzheimer, Parkinson und andere todbringende Erkrankungen darstellen.
  • Was Meisen sich erzählen: Manche Rufe von Meisen erinnern an Merkmale der menschlichen Sprache. Forscher ergründen die unterschiedlichen Bedeutungen des komplexen “Chick-a-dee”-Systems.
  • Extreme Atome: Auch Atome sind nicht mehr das, was sie einmal waren. Denn Physiker schaffen immer bizarrere Partikel: Sie blähen die Teilchen auf, höhlen sie von innen aus, beschweren ihre Kerne mit zusätzlichen Bausteinen oder erschaffen ihre Gegenstücke aus Antimaterie.
Themen:
  • Urtümliche Meteoriten: Unter dem Mikroskop enthüllen die ältesten Gesteine im Sonnensystem Details über dessen Anfänge. Genaue Analysen solcher Chondrite offenbaren, wie die Staubscheibe beschaffen war, aus der unsere Erde und die anderen Planeten hervorgingen.
  • Brudermord und Fremdherrschaft: Glaubt man den Legenden, überschatteten Mord und Betrug die Gründung Roms. Forscher glauben nun, dass die Stadt am Tiber noch eine weitere Leiche im Keller hatte: Der hoch verehrte König Servius Tullius kam wohl ebenfalls durch einen Mord an die Macht – und war vielleicht Etrusker.
  • Das Volk des Spechtes: Gefürchtete Krieger und erfolgreiche Fernhändler: Die Picener waren eines der bedeutendsten italischen Völker. Dabei verdankten sie ihre Existenz, so berichtet ihr Gründungsmythos, allein der Entscheidung eines Vogels.
  • Stolze Burgen für stolze Bürger: Für die Römer waren die Nachbarn im lukanischen Bergland nichts als unkultivierte Krieger. Archäologen und Bauforscher gewinnen jedoch ein etwas anderes Bild.
Themen:
  • Von salzartigen Metallen zu maßgeschneiderten Nanoteilchen: Kombiniert man Metalle, die gern Elektronen abgeben, mit solchen, die sie bereitwillig aufnehmen, entstehen ungewöhnliche Legierungen, die Charakteristika von Salzen und Metallen in sich vereinen. Die negativ geladenen Ionen darin bilden komplexe Aggregate, die sich vielfach abwandeln lassen – unter anderem zu Nanoteilchen mit exakt definiertem Aufbau und fein abstimmbaren Eigenschaften.
  • Drohnen auf Abwegen: Um Kosten zu sparen, erwägen viele Unternehmen den Einsatz unbemannter Flugkörper. Doch die Risiken für die Luftfahrt sind erheblich.
Rezensionen
  • Blütenbestäubung aus Sicht der Tiere: Jürgen Alberti über “Blütenökologie. Band 1: Die Partner der Blumen” von Hans-Joachim Flügel
  • Genie und Handwerk: Martin Scheufens über “Joseph v. Fraunhofer” von Lorenz Kloska und Jörg Richter
Kurzrezensionen
  • “Die Chancen unserer Kinder – Warum Charakter wichtiger ist als Intelligenz” von Paul Tough; “Götter und Mythen des Nordens” von Klaus Böldl; “Konzentration leicht gemacht – Die wirksamsten Methoden für Studium und Berufsalltag” von Verena Steiner; “Welche Spinne ist das? – Die bekanntesten Arten Mitteleuropas” von Martin Baehr
  • Im Reich des Lebendigen: Rüdiger Wehner über “Das Phänomen Leben” von Heinz Penzlin
  • Parade der Sternbilder: Wolfgang Steinicke über “In den Sternen. Die 88 Konstellationen im Portrait” von Ulf von Rauchhaupt
  • Geschichtsphilosoph im Mönchsgewand: Theodor Kissel über “Otto von Freising” von Joachim Ehlers
Weitere Rubriken:
  • Wie der Sonnenwind weht: Neben Licht unterschiedlicher Wellenlängen sendet unser Tagesgestirn einen beständigen Strom elektrisch geladener Teilchen aus. Doch dieser Sonnenwind weht keinesfalls gleichmäßig: Mit ihm laufen lokale Störungen durch den interplanetaren Raum, die das Erdmagnetfeld beeinflussen. In der Folge können “geomagnetische Stürme” und Polarlichter entstehen. Welche Windstrukturen verursachen solche Ereignisse, und wo liegen ihre solaren Ursprünge?

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