Hochleistungs-Hirnscans zeigen Natriumveränderungen bei Huntington-Krankheit

Mithilfe einer neuen Hirnscan-Technik, die erstmals bei Huntington-Krankheit eingesetzt wurde, haben Forscher herausgefunden, dass Menschen mit Huntington-Krankheit erhöhte Natriumwerte in ihrem Gehirn aufweisen können. Aber was bedeutet ein erhöhter Natriumspiegel eigentlich? Warum haben wir überhaupt Natrium in unserem Gehirn – ist das nicht einfach nur Salz? Und warum könnte ein „salziges Gehirn“ schlecht sein?

Warum wir Salz brauchen

Die üblichen Salzsorten – Tafel-, Stein-, Meersalz usw. – bestehen alle aus der chemischen Verbindung Natriumchlorid oder NaCl für diejenigen in der Branche.

Salz ist seit dem Verlassen der Ursuppe ein wichtiger Bestandteil der Ernährung von Menschen und allen anderen Säugetieren. Das Natrium im Salz ist wichtig, um den Flüssigkeitshaushalt in unserem Körper aufrechtzuerhalten – mit anderen Worten, um sicherzustellen, dass wir die richtige Menge Wasser in unserem Blut, anderen Flüssigkeiten und Zellen haben, damit alles gut funktioniert. Natrium wird auch verwendet, um Chemikalien in Zellen hinein und aus ihnen heraus zu transportieren, ohne die die Zellen nicht mehr richtig funktionieren würden.

Schließlich, und vielleicht am wichtigsten, ist Natrium entscheidend für das Denken. Damit meinen wir, dass Natrium für das Senden elektrischer Impulse durch Neuronen benötigt wird.

Und wie alle Chemikalien, die im Körper vorkommen, wird Natrium verbraucht, sodass wir weiterhin Salz essen müssen, da wir sonst vollständig zum Stillstand kommen würden.

Zu viel von einer guten Sache?

Salz schmeckt uns gut, weil es ein so wichtiger Bestandteil unserer Ernährung ist und unsere Vorfahren versucht hätten, salzige Dinge zu jagen und zu sammeln, um sie zu essen. In der modernen Welt ist die Salzherstellung jedoch so effizient geworden, dass wir Zugang zu Bergen davon haben. Jedes Jahr werden rund 210 Millionen Tonnen produziert, von denen ein Großteil unseren Lebensmitteln zugesetzt wird.

Anstatt wie unsere Vorfahren nach seltenem, kostbarem Salz suchen zu müssen, müssen wir heute tatsächlich vermeiden, zu viel davon zu essen, da wir sonst Schlaganfälle, Herzkrankheiten und andere unangenehme Dinge riskieren.

Wie die meisten Dinge im Leben ist zu viel oder zu wenig Salz schlecht, und wir müssen versuchen, eine ausgewogene Menge zu essen. Aber was hat das mit der Huntington-Krankheit zu tun?

Natrium mit einem MRT-Scanner messen

Da das Natrium im Salz entscheidend für die Funktion des Gehirns ist, wäre es schön, es in lebenden Menschen messen zu können. Das ist die Idee hinter der Natrium-Gewebe-Konzentrations-Bildgebung.

Indem Forscher einen besonders leistungsstarken Magnetresonanztomographen (MRT) geschickt auf die präzise magnetische Frequenz von Natriumatomen abstimmen, können sie eine „Natriumkonzentrationskarte“ des lebenden Gehirns erstellen. Diese Natriumkonzentrationskarten können dann zwischen Huntington-Patienten und gesunden Kontrollteilnehmern verglichen werden.

Erhöhtes Natrium im Nucleus caudatus?

Genau das haben einige Forscher am Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen kürzlich getan, und ihre Ergebnisse sind gerade in der Fachzeitschrift Neuroimage erschienen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Natriumkonzentration im Gehirn von Huntington-Patienten höher war, insbesondere in einer Hirnregion namens Nucleus caudatus. Sie haben wahrscheinlich schon vom Nucleus caudatus gehört, da er als der Teil des Gehirns bekannt ist, der in frühen Stadien der Huntington-Krankheit am stärksten betroffen ist.

Die Tatsache, dass die Natrium-Bildgebungsforschung den Nucleus caudatus hervorgehoben hat, passt zu unserem aktuellen Verständnis des Huntington-Gehirns und gibt uns Vertrauen in die Genauigkeit der Ergebnisse.

Warum so salzig?

Was könnte also diese Zunahme von Natrium im Gehirn verursachen? Nun, alle Zellen im Gehirn enthalten normalerweise eine moderate Menge an Natrium, während die Räume zwischen den Zellen (voller Flüssigkeiten und Chemikalien) einen viel höheren Natriumspiegel aufweisen.

Aufgrund der salzigen Umgebung, in der unsere Gehirnzellen leben, müssen sie ständig überschüssiges Natrium herauspumpen, um den richtigen Spiegel aufrechtzuerhalten. Eine Auswirkung des mutierten Huntingtin-Proteins, das die Huntington-Krankheit verursacht, könnte darin bestehen, die Fähigkeit der Zellen zu schwächen, überschüssiges Natrium herauszupumpen. Dies würde dazu führen, dass der Natriumspiegel in den Gehirnzellen von Huntington-Patienten höher als normal ist. Es könnte auch die Funktionsweise der Zellen beeinträchtigen.

Eine weitere mögliche Erklärung für die erhöhte Natriumkonzentration bei Huntington ist, dass das mutierte Protein zum Absterben von Gehirnzellen führt. Wenn der Scanner also einen bestimmten Bereich des Gehirns betrachtet, enthält er weniger Zellen und mehr von der stark salzhaltigen Flüssigkeit zwischen den Zellen. Das bedeutet, dass die durchschnittliche Salzkonzentration im Gehirnbereich höher ist.

Wie hilft das bei der Bekämpfung von Huntington?

Großartig, wir haben also gesehen, dass das Gehirn von Huntington-Patienten im Allgemeinen salziger ist. Aber wie könnte dies bei der Suche nach Behandlungen für Huntington hilfreich sein, anstatt nur eine teure Möglichkeit zu sein, Salz zu messen?

Nun, zusätzlich zur Betrachtung des Natriumspiegels haben die Forscher auch die Größe verschiedener Hirnbereiche gemessen. Obwohl dies bei Huntington schon oft gemacht wurde, wollten sie die Natriumspiegel mit den Größen der Hirnregionen vergleichen.

Wie erwartet wurden die höchsten Natriumspiegel in den Hirnregionen gefunden, die in den frühen Stadien der Huntington-Krankheit bereits schrumpfen, wie beispielsweise der Nucleus caudatus.

Allerdings waren die Natriumspiegel auch in Teilen des Gehirns abnormal hoch, die nicht schrumpften, wie beispielsweise die Amygdala.

Das könnte bedeuten, dass die Natriumerhöhungen tatsächlich vor jeder Hirnschrumpfung auftreten. Diese Idee passt zu Theorien über Natrium bei Huntington. Wenn dies zutrifft, könnte die Messung des Natriumspiegels eine gute Möglichkeit sein, Veränderungen im Gehirn in ihrem frühesten Stadium zu erkennen.

Darüber hinaus könnten wir, wenn wir eine potenzielle Behandlung für Huntington testen wollten, feststellen, ob das Medikament dazu beiträgt, die Natriumkonzentrationen auf einem normalen Niveau zu halten, um eine Vorstellung davon zu bekommen, ob das Medikament wirkt, lange bevor klinische Symptome auftreten und sogar bevor sich die Hirnbereiche in ihrer Größe verändern.

Wenn eine Messung uns etwas Nützliches über eine Krankheit verrät, nennen wir sie einen Biomarker.

Moment mal…

Wenn im Gehirn von Huntington-Patienten mehr Natrium als normal vorhanden ist, bedeutet diese Forschung, dass ich einfach weniger Salz essen muss, um Huntington zu bekämpfen?

Leider nein, so einfach ist das nicht.

Die Ergebnisse zeigen lediglich, dass das Natrium im Gehirn bei Huntington ungleichmäßig verteilt ist, was ein mögliches Zeichen dafür ist, dass etwas schief läuft. Eine Änderung der Salzmenge in Ihrer Ernährung hat keinen Einfluss auf diese ungleichmäßige Verteilung.

Es gibt auch einige andere Dinge zu beachten, wenn man die Ergebnisse dieser Studie interpretiert. Die Natriumkonzentrations-Bildgebung ist wirklich neu, und die Technik ist nicht so ausgereift wie andere Methoden der Hirnbildgebung. Die Bilder, die sie erzeugt, haben eine viel geringere Auflösung, wie Fotos von einer alten Digitalkamera. Das bedeutet, dass der Versuch, die Natriumspiegel bestimmten Hirnbereichen zuzuordnen, nicht sehr genau ist. Hoffentlich wird sich die Technik mit der Zeit verbessern.

Außerdem wurde diese Forschung nur in einer kleinen Gruppe von dreizehn Huntington-Patienten und dreizehn Kontrollpersonen durchgeführt. Es müssen Forschungen in viel größeren Gruppen durchgeführt werden, bevor wir mit Sicherheit sagen können, dass der Natriumspiegel im Gehirn von Huntington-Patienten höher ist.

Und schließlich

Es ist noch früh für die Forschung mit Natrium-Bildgebung bei der Huntington-Krankheit. Diese Forschung ist jedoch innovativ und zeigt interessante Ergebnisse, die zu unserem Verständnis von Gehirnproblemen bei Huntington passen. Wenn sich mehr Menschen für diesen Ansatz entscheiden und größere Gruppen mit ausgereifteren Methoden testen, könnte der Salzgehalt des Gehirns zu einem Biomarker für das Ansprechen auf die Behandlung bei Huntington werden.

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