Der Rückgang von Estrogen verändert die Zellmatrix des Gehirns bei älteren Frauen.

Ein weitgehend übersehener Raum zwischen den Zellen im Gehirn von Frauen könnte der Schlüssel zum Verständnis des Gedächtnisverlusts sein, der mit dem Rückgang des Östrogens nach der Menopause verbunden ist, berichtet eine neue präklinische Studie der Northwestern Medicine.

Fast zwei Drittel der Amerikaner mit Alzheimer (AD) sind Frauen, aber die Gründe, warum Frauen anfälliger sind, sind noch nicht vollständig verstanden. Wissenschaftler haben schon lange theorisiert, dass der Verlust von Östrogen nach der Menopause den natürlichen Schutz des Gehirns gegen Gedächtnisverlust und Neurodegeneration verringern könnte.

In der neuen Studie untersuchten die Wissenschaftler junge und alte männliche und weibliche Mäuse, mit oder ohne Verlust von Gehirn-Östrogen, was es ihnen ermöglichte, die spezifischen Auswirkungen auf ältere Frauen zu analysieren. Sie fanden heraus, dass der Verlust von Östrogen, das Altern und das weibliche Geschlecht eng mit Problemen in einem wichtigen, aber häufig ignorierten Aspekt der Hirnbio-logie verbunden sind, dem extrazellulären Matrix (ECM), das im Hippocampus stark vertreten ist.

Diese Studie zeigt uns, dass Frauen – aber nicht Männer – im Alter möglicherweise besonders empfindlich auf den Verlust von Gehirn-Östrogen reagieren, was zu einem erhöhten Risiko für Alzheimer führen könnte.

Dr. Hong Zhao, korrespondierender Autor, Forschungsprofessor für Geburtshilfe und Gynäkologie, Abteilung für reproduktive Wissenschaften in der Medizin, Northwestern University Feinberg School of Medicine

Die Studie wird am 26. Mai in der Zeitschrift Aging Cell veröffentlicht.

Die Ergebnisse bieten neue Einblicke, wie der Verlust von Östrogen das alternde weibliche Gehirn beeinflussen kann und könnten erklären, warum Frauen ein höheres Risiko für AD haben.

„Wir haben einige der überzeugendsten Beweise erbracht, dass Östrogen für die Gedächtnisfunktion und andere Stimmungsversionen im weiblichen Gehirn so wichtig ist“, sagte der Seniorautor Dr. Serdar Bulun, Leiter der Abteilung für Geburtshilfe und Gynäkologie am Feinberg und Arzt bei Northwestern Medicine. „Dies sollte Kliniker motivieren, sich mehr der wesentlichen Rolle von Östrogen für das Gehirn von Frauen bewusst zu werden, denn einmal verloren, ist das Gedächtnis weg.“

Der Blick in den Raum zwischen den Zellen

Wie der Mörtel zwischen Ziegeln ist das ECM ein Netzwerk von Molekülen, das die Räume zwischen den Gehirnzellen füllt. Es ist wichtig für das Gedächtnis, die Entwicklung des Gehirns und die Gesundheit des Gehirns und macht fast 20 % des Gehirnvolumens aus. Das ECM wirkt wie ein unterstützendes Gerüst zwischen den Zellen, das den Gehirnzellen hilft, miteinander zu kommunizieren und richtig zu funktionieren.

Wissenschaftler haben traditionell den Fokus auf das Studium von Hirnzellen wie Neuronen und Gliazellen gelegt und der Raum zwischen den Zellen erhielt weitaus weniger Aufmerksamkeit. Dies ist die erste Studie, die den Verlust von Östrogen im ECM untersucht.

„Unsere Ergebnisse werden hoffentlich zukünftige Studien anregen, um besser zu verstehen, wie sich diese Matrix bei postmenopausalen Frauen verändert und wie sie möglicherweise eine Anfälligkeit für Alzheimer verursachen könnte“, sagte Zhao.

Ein neuer Behandlungsansatz, der sich auf das ECM konzentriert?

Aktuelle Anti-Amyloid-Behandlungen für AD, wie Lecanemab und Donanemab, können den abnormalen Amyloid-Proteinaufbau im Gehirn entfernen, was eines der Hauptmerkmale der Erkrankung ist. Es ist jedoch noch unklar, wie sehr diese Behandlungen tatsächlich helfen, den Gedächtnisverlust zu verlangsamen oder die tägliche Funktionsfähigkeit zu verbessern. Einige Studien zeigen geringe Vorteile, während andere wenig signifikante Verbesserungen zeigen.

Diese Erkenntnisse deuten auf einen möglichen neuen Behandlungsansatz hin, der sich darauf konzentriert, die unterstützende Umgebung des Gehirns – das ECM – wiederherzustellen, um das Gedächtnis zu schützen und dieser verheerenden Krankheit entgegenzuwirken.

Die Östrogenerzeugung vor und nach der Menopause

Vor der Menopause sind die Eierstöcke die Hauptquelle für Östrogen bei Frauen. Nach der Menopause sinken die Östrogenspiegel drastisch, und nur geringe Mengen werden in anderen Teilen des Körpers produziert, einschließlich Gehirn, Fettgewebe, Knochen, Muskeln, Blutgefäßen und Brustgewebe. Bei Mäusen wird Östrogen im Gehirn und in fettem Gewebe bei männlichen und überwiegend im Gehirn bei weiblichen Mäusen lokal synthetisiert.

Forschungen haben gezeigt, dass Frauen mit AD möglicherweise noch niedrigere Östrogenspiegel im Gehirn haben im Vergleich zu Frauen ohne AD. Diese Studie unterstützt dies weiter.

Wie spielt die Hormonersatztherapie eine Rolle?

Die Hormonersatztherapie (HRT), die die Östrogenspiegel wiederherstellt, wurde untersucht, um herauszufinden, ob sie Frauen vor AD schützen kann. Allerdings haben klinische Studien gemischte Ergebnisse geliefert. Einige Studien fanden heraus, dass die HRT das Gedächtnis und die kognitive Funktion verbesserte, während andere nur wenig Nutzen oder sogar schädliche Effekte zeigten, sagte Zhao. Diese Unterschiede könnten von der Art der verwendeten Hormonbehandlung, dem Alter, in dem die Behandlung beginnt, und Unterschieden im Studiendesign abhängen.

„Es ist mehr Forschung notwendig, um zu verstehen, wie Östrogen das weibliche Gehirn beeinflusst und warum der Verlust von Östrogen das Risiko für AD bei Frauen erhöht“, sagte Zhao. „Das Verständnis dieser Mechanismen könnte Forschern helfen, sicherere und effektivere HRT-Strategien zu entwickeln, um das Fortschreiten von AD bei Frauen zu verhindern oder zu verlangsamen.“

Wie die Studie durchgeführt wurde

Die Wissenschaftler verwendeten genetisch veränderte Mausmodelle, denen das Aromatase-Gen fehlte – ein wichtiges Enzym, das zur Produktion von Östrogen benötigt wird – entweder im gesamten Körper oder nur im Gehirn. Sie untersuchten, wie der Verlust von Östrogen das Gedächtnis, das Verhalten und die sozialen Funktionen bei männlichen und weiblichen Mäusen in jungen und alten Altersgruppen beeinflusste. Außerdem analysierten sie Änderungen in der Genexpression im gesamten Genom im Hippocampus, einer Gehirnregion, die für Lernen und Gedächtnis entscheidend ist, bei Mäusen mit spezifischem Östrogenverlust im Gehirn in jungen und alten Altersgruppen beider Geschlechter.

Quellen: