Am Welt-Parkinson-Tag taucht eine neue Theorie über die Entstehung und Verbreitung der Krankheit auf
Die Nase oder der Darm? Seit zwei Jahrzehnten diskutiert die Wissenschaft darüber, woher die giftigen Proteine kommen, die die Parkinson-Krankheit auslösen. Im Jahr 2003 schlug der deutsche Pathologe Dr. Heiko Braak erstmals vor, dass die Krankheit außerhalb des Gehirns beginnt. In jüngerer Zeit argumentieren Per Borghammer, MD, vom Aarhus University Hospital in Dänemark und seine Kollegen, dass die Krankheit das Ergebnis von Prozessen ist, die entweder im Geruchszentrum des Gehirns (zuerst im Gehirn) oder im Darmtrakt des Körpers (zuerst im Körper) beginnen.
Eine neue Hypothese, die am Welt-Parkinson-Tag im Journal of Parkinson’s Disease veröffentlicht wurde, vereint die Modelle „brain-first“ und „body-first“ mit einigen der wahrscheinlichen Ursachen der Krankheit – Umweltgifte, die entweder eingeatmet oder aufgenommen werden. Die Autoren der neuen Studie, zu denen auch Borghammer gehört, argumentieren, dass das Einatmen bestimmter Pestizide, gängiger Reinigungschemikalien und Luftverschmutzung das Gehirn-First-Modell der Krankheit begünstigt. Andere aufgenommene Giftstoffe, wie verdorbene Lebensmittel und verunreinigtes Trinkwasser, führen zu einem Körper-zu-Körper-Modell der Krankheit.
„Sowohl beim Brain-First- als auch beim Body-First-Szenario entsteht die Pathologie in Strukturen des Körpers, die eng mit der Außenwelt verbunden sind“, sagt Dr. Ray Dorsey, Professor für Neurologie am University of Rochester Medical Center und Mitautor der Arbeit. „Wir gehen davon aus, dass Parkinson eine systemische Krankheit ist und dass ihre ersten Wurzeln wahrscheinlich in der Nase und im Darm liegen und mit Umweltfaktoren zusammenhängen, die zunehmend als Hauptfaktoren, wenn nicht sogar als Ursachen der Krankheit erkannt werden. Das bestärkt uns in der Annahme, dass Parkinson, die am schnellsten wachsende Hirnerkrankung der Welt, möglicherweise durch Giftstoffe ausgelöst wird und daher weitgehend vermeidbar ist.“
Unterschiedliche Wege zum Gehirn, unterschiedliche Formen der Krankheit
Ein fehlgefaltetes Protein namens Alpha-Synuclein ist seit 25 Jahren im Visier der Wissenschaftler als eine der treibenden Kräfte hinter Parkinson. Im Laufe der Zeit sammelt sich das Protein im Gehirn in Klumpen, den sogenannten Lewy-Körpern, an und verursacht eine fortschreitende Funktionsstörung und das Absterben vieler Arten von Nervenzellen, einschließlich derjenigen in den Dopamin-produzierenden Regionen des Gehirns, die die motorischen Funktionen steuern. Braak vermutete zunächst, dass ein noch nicht identifizierter Krankheitserreger, wie z. B. ein Virus, für die Krankheit verantwortlich sein könnte.
In der neuen Arbeit wird argumentiert, dass Umweltgifte, insbesondere die chemischen Reinigungs- und Entfettungsmittel Trichlorethylen (TCE) und Perchlorethylen (PCE), das Unkrautvernichtungsmittel Paraquat und Luftverschmutzung, gemeinsame Ursachen für die Bildung von toxischem Alpha-Synuclein sein könnten. TCE und PCE verseuchen Tausende von ehemaligen Industrie-, Gewerbe- und Militärstandorten, vor allem den Marine Corps Stützpunkt Camp Lejeune, und Paraquat ist eines der am häufigsten verwendeten Unkrautvernichtungsmittel in den USA, obwohl es aus Sicherheitsgründen in mehr als 30 Ländern, darunter die Europäische Union und China, verboten ist. Die Luftverschmutzung hatte im London des neunzehnten Jahrhunderts bereits toxische Werte erreicht, als James Parkinson, dessen 269.
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Die Nase und der Darm sind mit einem weichen, durchlässigen Gewebe ausgekleidet, und beide haben gut etablierte Verbindungen zum Gehirn. Beim Brain-First-Modell werden die Chemikalien eingeatmet und können über den Geruchsnerv in das Gehirn gelangen. Vom Geruchszentrum des Gehirns aus breitet sich Alpha-Synuclein in andere Teile des Gehirns aus, vor allem auf einer Seite, einschließlich der Regionen mit Konzentrationen von Dopamin produzierenden Neuronen. Das Absterben dieser Zellen ist ein Markenzeichen der Parkinson-Krankheit. Die Krankheit kann zu einem asymmetrischen Zittern und einer Verlangsamung der Bewegungen führen sowie zu einem langsameren Fortschreiten nach der Diagnose und erst viel später zu einer erheblichen kognitiven Beeinträchtigung oder Demenz.
Wenn die Chemikalien aufgenommen werden, passieren sie die Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts. Die anfängliche Alpha-Synuclein-Pathologie kann im darmeigenen Nervensystem beginnen, von wo aus sie sich auf beide Seiten des Gehirns und des Rückenmarks ausbreiten kann. Dieser „body-first“-Weg wird oft mit der Lewy-Körperchen-Demenz in Verbindung gebracht, einer Krankheit aus der gleichen Familie wie Parkinson, die durch frühe Verstopfung und Schlafstörungen gekennzeichnet ist, gefolgt von einer symmetrischeren Verlangsamung der Bewegungen und früherer Demenz, wenn sich die Krankheit auf beide Gehirnhälften ausbreitet.
Neue Modelle zum Verständnis und zur Erforschung von Hirnerkrankungen
„Diese Umweltgifte sind weit verbreitet und nicht jeder hat Parkinson“, sagt Dorsey. „Der Zeitpunkt, die Dosis und die Dauer der Exposition sowie die Wechselwirkungen mit genetischen und anderen Umweltfaktoren sind wahrscheinlich entscheidend dafür, wer letztendlich an Parkinson erkrankt. In den meisten Fällen sind diese Belastungen wahrscheinlich schon Jahre oder Jahrzehnte vor dem Auftreten der Symptome aufgetreten.“
Die Autoren verweisen auf die wachsende Zahl von Forschungsarbeiten, die einen Zusammenhang zwischen Umwelteinflüssen und der Parkinson-Krankheit herstellen, und glauben, dass die neuen Modelle es der wissenschaftlichen Gemeinschaft ermöglichen könnten, bestimmte Belastungen mit bestimmten Formen der Krankheit in Verbindung zu bringen. Diese Bemühungen werden durch die zunehmende Sensibilisierung der Öffentlichkeit für die gesundheitsschädlichen Auswirkungen vieler Chemikalien in unserer Umwelt unterstützt. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass ihre Hypothese „viele der Geheimnisse der Parkinson-Krankheit erklären und die Tür zum ultimativen Ziel öffnen könnte – der Vorbeugung“.
Neben der Parkinson-Krankheit könnten diese Modelle der Umweltexposition das Verständnis dafür verbessern, wie Giftstoffe zu anderen Hirnerkrankungen wie Autismus bei Kindern, ALS bei Erwachsenen und Alzheimer bei Senioren beitragen. Dorsey und seine Kollegen von der University of Rochester haben für den 20. Mai in Washington ein Symposium zum Thema „Gehirn und Umwelt“ organisiert, auf dem untersucht werden soll, welche Rolle Giftstoffe in unserer Nahrung, unserem Wasser und unserer Luft bei all diesen Hirnerkrankungen spielen.
Weitere Autoren der Hypothese sind Briana De Miranda, PhD, von der University of Alabama in Birmingham und Jacob Horsager, MD, PhD, vom Aarhus University Hospital in Dänemark.