Studie zeigt komplexe Beziehung zwischen Alkohol und Alzheimer-Krankheit

Alkoholkonsum wird mit einem erhöhten Risiko für kognitiven Verfall und Demenz in Verbindung gebracht. Neue Forschungsergebnisse des Naresh K. Vashisht College of Medicine der Texas A&M University an der Texas A&M Health legen jedoch nahe, dass der Zusammenhang zwischen Alkohol und der Alzheimer-Krankheit komplizierter ist als bisher angenommen.

Anstatt alle Alzheimer-bedingten Gehirnveränderungen auf die gleiche Weise zu beeinflussen, interagierte Alkohol in Tiermodellen unterschiedlich mit Amyloid-Beta- und Tau-bedingten Pathologien, zwei wichtigen pathologischen Prozessen, die bei der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen.

Die Studie wurde von der Postdoktorandin Dr. Yufei Huang im Labor von Dr. Jun Wang, Professor in der Abteilung für Neurowissenschaften und experimentelle Therapeutik, geleitet. Die Forscher konzentrierten sich darauf, wie Alkohol Gehirnschaltkreise beeinflusst, die für die Verhaltensflexibilität oder die Fähigkeit, das Verhalten anzupassen, wenn sich Situationen ändern, wichtig sind. Diese Fähigkeit ist sowohl bei Sucht als auch bei der Alzheimer-Krankheit häufig beeinträchtigt.

„Wir begannen darüber nachzudenken, ob die gleichen Schaltkreise, die an Flexibilität und Anpassung beteiligt sind, auch bei der Alzheimer-Krankheit wichtig sein könnten“, sagte Huang.

Das Team untersuchte einen Gehirnschaltkreis namens kortikostriataler Schaltkreis, der dabei hilft, Entscheidungsfindung und Verhaltensflexibilität zu steuern. Wenn dieser Schaltkreis nicht richtig funktioniert, fällt es den Menschen möglicherweise schwer, sich an neue Informationen oder veränderte Umgebungen anzupassen.

Um die Wirkung von Alkohol zu testen, verwendeten die Forscher Tiermodelle, die verschiedene pathologische Merkmale im Zusammenhang mit Alzheimer darstellen. Ein Modell basierte auf Amyloid-Beta, einem Protein, das Plaques im Gehirn bildet. Das andere basierte auf Tau, einem Protein, das in Gehirnzellen Knäuel bildet.

Was sie fanden, überraschte sie.

Alkohol wirkte sich unterschiedlich auf die Kommunikation im kortikostriatalen Kreislauf aus, einem wichtigen Nervenweg, der an zielgerichtetem Verhalten beteiligt ist. In Tiermodellen mit Amyloid-Beta-Pathologie reduzierte Alkohol die Kommunikation im Kreislauf. Bei Patienten mit Tau-Pathologie steigerte Alkohol die Kommunikation im gleichen Schaltkreis. Mit anderen Worten: Die gleiche Exposition führte zu gegensätzlichen Effekten, je nachdem, welche Art der Alzheimer-bedingten Veränderung vorliegt.

Dieser Befund war für uns eine völlige Überraschung. Wir gingen davon aus, dass Alkohol beide Erkrankungen in ähnlicher Weise verschlimmern würde, aber das war nicht das, was wir sahen.“

Dr. Yufei Huang, Texas A&M University

Die Forscher erklärten, dass Amyloid-Beta und Tau das Gehirn unterschiedlich beeinflussen. Die Amyloid-Beta-Pathologie geht häufig mit einem abnormalen Anstieg der Nervenaktivität einher, während die Tau-Pathologie häufig mit einer verminderten Kommunikation zwischen Gehirnzellen einhergeht. Aufgrund dieser bekannten Unterschiede erwartete das Team zunächst, dass Alkohol jedes Modell in seiner bestehenden pathologischen Richtung weiter vorantreiben würde, indem es die Schaltkreiskommunikation im Amyloid-Beta-Modell steigerte und im Tau-Modell verringerte. Stattdessen erzeugte Alkohol das gegenteilige Muster, indem er die Kommunikation im Amyloid-Beta-Modell reduzierte, während sie im Tau-Modell zunahm.

„Die Ergebnisse waren fast das Gegenteil von dem, was wir erwartet hatten“, sagte Huang. „Für uns unterstreicht dies ein wichtiges Prinzip der Biologie: Die Kombination zweier Risikofaktoren führt nicht immer zu einem einfachen additiven Effekt.“

Die Studie trägt zum wachsenden Verständnis bei, dass es sich bei der Alzheimer-Krankheit nicht um eine einzelne, einheitliche Erkrankung handelt. Verschiedene Menschen können unterschiedliche Kombinationen aus Krankheitsstadium, Pathologie, Genetik und Lebensstilfaktoren aufweisen, die die Reaktion des Gehirns auf äußere Faktoren wie Alkohol beeinflussen können.

„Das ist wichtig, weil die Alzheimer-Krankheit keine einheitliche Erkrankung ist“, sagte Huang. „Menschen können sich im Krankheitsstadium, der Art der Gehirnveränderungen, der Genetik und den Lebensstilfaktoren unterscheiden.“

Die Studie zeigt auch eine unerwartete Verbindung zwischen der Alzheimer-Forschung und der Suchtwissenschaft auf. Das Wang-Labor untersucht seit langem, wie Substanzen wie Alkohol die Gehirnschaltkreise beeinflussen, die am Lernen und an der Entscheidungsfindung beteiligt sind. Diese Studien zeigten, dass der Substanzkonsum zu langfristigen Veränderungen der Gehirnflexibilität führen kann, die auch im Frühstadium der Alzheimer-Krankheit beeinträchtigt ist.

Diese Überschneidung veranlasste die Forscher zu der Frage, ob Alkohol möglicherweise auch Alzheimer-bedingte Gehirnveränderungen beeinflusst.

Über die Auswirkungen auf die Signalübertragung im Gehirn hinaus ergab die Studie auch, dass Alkohol die Immunzellen im Gehirn beeinträchtigen kann, insbesondere im Amyloid-Modell. Diese Immunzellen, sogenannte Mikroglia, tragen dazu bei, die Gesundheit des Gehirns zu erhalten und auf krankheitsbedingte Veränderungen wie die Ansammlung von Amyloid zu reagieren.

„Alkohol veränderte nicht nur die Funktion der Gehirnschaltkreise, sondern schien auch die Immunzellreaktionen im Gehirn zu stören“, sagte Huang. „Dies könnte eine Möglichkeit sein, wie Alkohol zur Alzheimer-bedingten Hirnfunktionsstörung beiträgt.“

Obwohl die Studie an Tiermodellen durchgeführt wurde, werfen die Ergebnisse laut den Forschern wichtige Fragen für die menschliche Gesundheit auf. Alkohol wirkt sich möglicherweise nicht auf alle Menschen mit Alzheimer-Risiko in gleicher Weise aus. Menschen, die bereits frühe krankheitsbedingte Gehirnveränderungen haben oder genetische Risikofaktoren tragen, reagieren möglicherweise unterschiedlich auf Alkoholexposition.

Das Team hofft, dass zukünftige Studien neben Gehirnbiomarkern wie Amyloid, Tau und Entzündungsmarkern auch den Alkoholkonsum bei Menschen untersuchen werden. Dies könnte helfen zu klären, ob Alkohol bei Menschen, die sich bereits im Frühstadium der Alzheimer-Krankheit befinden, andere oder stärkere Wirkungen hat.

Vorerst trägt die Studie zu einem wachsenden Verständnis bei, dass die Gesundheit des Gehirns durch eine Kombination aus Biologie, Umwelt und Lebensstil geprägt wird. Alkohol hat keine einzige Wirkung auf das Gehirn, sondern kann auf komplexere Weise mit bestehenden Erkrankungen interagieren, als bisher angenommen.

Letztendlich besteht das Ziel laut den Forschern nicht nur darin, die Alzheimer-Krankheit besser zu verstehen, sondern auch besser zu verstehen, wie alltägliche Belastungen die Gesundheit des Gehirns im Laufe der Zeit beeinflussen können.

Diese Forschung wurde durch Mittel des National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA/NIH; U01AA025932, R01AA027768 und R01AA030293) und des Förderprogramms Targeted Proposal Teams (TPT) der Texas A&M University Division of Research unterstützt.

Quellen: