Alzheimer: Forscher haben eine überraschende Wirkung auf das Gedächtnis durch diese Übung entdeckt

Was, wenn ein einfaches Laufbandtraining ein von Alzheimer betroffenes Gehirn grundlegend verändern könnte? Das ist die Hypothese, die ein südkoreanisches Team testen wollte, nicht beim Menschen, sondern bei Mäusen, die speziell programmiert wurden, diese Krankheit mit Amyloid-Plaques, abnormalem Tau-Protein und Gedächtnisstörungen zu entwickeln. Die Alzheimer-Krankheit zerstört allmählich Erinnerungen und Denkfähigkeiten. Im Gehirn sammeln sich Proteinfragmente an, lösen chronische Entzündungen aus und stören die Stützzellen des Gehirns, die Mikroglia und Astrozyten. Studien, die in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurden, legen bereits nahe, dass körperliche Bewegung diese Hirnentzündung lindern kann. Ein Team unter der Leitung von Taewan Kim und Hyunsik Kang setzte daher Alzheimer-Mäuse über mehrere Monate auf ein Laufband, mit einem Ergebnis in Bezug auf das Gedächtnis, das Anlass zur Neugier gibt.

Ein Training, das das Verhalten verändert

Forscher der Sungkyunkwan-Universität arbeiteten mit 40 männlichen Mäusen, von denen 20 genetisch modifiziert wurden, um die Alzheimer-Krankheit nachzubilden (Modell 3xTg-AD) und 20 gesunde Mäuse. Jede Gruppe wurde in zwei unterteilt: eine sesshafte Gruppe und eine Trainingsgruppe. Die trainierten Mäuse liefen 30 Minuten pro Tag, 5 Tage pro Woche, über 20 Wochen auf einem motorisierten Laufband, wobei die Geschwindigkeit schrittweise zur Aufrechterhaltung der Anstrengung erhöht wurde.

Am Ende dieses Programms absolvierten alle Mäuse das Morris-Wasserlabyrinth, einen räumlichen Gedächtnistest, bei dem das Tier eine versteckte Plattform in einem kleinen Becken finden muss. Die sesshaften Alzheimer-Mäuse benötigten viel mehr Zeit als die gesunden Mäuse, um die Plattform zu lokalisieren, was auf deutliche Störungen hindeutet. Diejenigen, die gelaufen waren, erreichten jedoch Leistungen vergleichbar mit den Kontrollmäusen, was auf eine nahezu vollständige Wiederherstellung der räumlichen Gedächtnisfähigkeiten hinweist.

Was der Lauf im Gehirn verändert

Um dieses spektakuläre Ergebnis zu verstehen, sezierte das Team das Gehirn der Tiere, insbesondere den Hippocampus, eine Schlüsselregion für das Gedächtnis. Sie konzentrierten sich auf den aus dem Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktor, abgekürzt BDNF, und seinen Rezeptor TrkB. Dieses BDNF-TrkB-Paar wirkt wie ein Überlebenssignal: Wenn es aktiviert wird, fördert es das Wachstum und die Plastizität der Neuronen und begrenzt deren Tod.

Bei den trainierten Alzheimer-Mäusen wird der BDNF-TrkB-Weg stark aktiviert, was zur Aktivierung der PI3K-Akt-Kaskade und zur Hemmung des Enzyms GSK3β führt, das an der Produktion von Amyloid-Plaques und der abnormalen Phosphorylierung des Tau-Proteins beteiligt ist. Im Hippocampus beobachten die Forscher weniger Amyloid-Plaques, weniger Tau-Verknotungen und einen Rückgang der pro-inflammatorischen Moleküle. Die Mikroglia und Astrozyten nehmen ein eher reparatives als toxisches Profil an, das Arbeiten unterstützt, bei denen Bewegung die schädliche Aktivierung dieser Stützzellen umkehrt. Die Gehirnstruktur scheint ebenfalls besser erhalten.

• Verbesserte mitochondriale Funktion, also mehr Energie für die Neuronen verfügbar.
• Weniger Schäden an der Myelin, die Ummantelung, die Nervenfasern isoliert.
• Verringerung der Marker für neuronalen Zelltod.

Diese Veränderungen weisen auf ein widerstandsfähigeres, besser ernährtes und weniger entzündetes Gehirn hin, was mit anderen Tierstudien übereinstimmt, bei denen aerobes Training Plaques, Tau und Myelin-Schäden reduziert.

Die Auswirkungen dieser Laufbandstudie

Die Studie bleibt jedoch präklinisch. Alles wurde bei Mäusen mit einem spezifischen genetischen Modell durchgeführt, und das Training begann früh, im Alter von 4 Monaten, was einem frühen Stadium der Pathologie in diesem Modell entspricht. Es ist unklar, ob ein später begonnenes Programm die gleichen Effekte hätte oder welche minimale Dosis an Bewegung erforderlich wäre. Die Autoren haben den BDNF-TrkB-Weg auch nicht direkt blockiert, um endgültig zu beweisen, dass er allein für die beobachteten Vorteile verantwortlich ist. Andere chemische Botenstoffe, die während des Trainings von den Muskeln freigesetzt werden, könnten ebenfalls zum Schutz des Gehirns beitragen.

Beim Menschen legen mehrere Beobachtungsstudien und klinische Studien nahe, dass regelmäßige aerobe körperliche Aktivität, wie z. B. zügiges Gehen, Radfahren oder angepasstes Laufbandtraining, den kognitiven Abbau verlangsamen und das Risiko, an Demenz zu erkranken, verringern. Für den Moment stärken diese Ergebnisse vor allem die Vorstellung, dass ein aktiver Lebensstil das Gehirn schützt, während die Forscher daran arbeiten, unterschiedliche Dauer, Intensität und Arten von Übungen zu testen und zu prüfen, ob die gleichen Mechanismen in anderen Hirnregionen als dem Hippocampus aktiviert werden.