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WISSENSCHAFT & DEBATTEDONNERSTAG, 16. FEBRUAR 2006 | NR. 34 | 9
Handelsblatt | Quellen: Palm Beach Post, American Health Assistance Foundation
Zelltod im GehirnSo zerstört die AlzheimerscheKrankheit die Gehirnzellen
Das Amyloid-Precursor-Protein (Amyloid-Vorläufer-Protein), das aus derNervenzelle herausragt,wird vom Enzym Sekretasein Stücke geschnitten.
Falls das Beta-Amyloid nichtbeseitigt wird, behindert es dieSignalübermittlung zwischen denNervenzellen. Es verklumpt zuAblagerungen und lässt dieNervenzellen absterben.
EnzymSekretase
Nervenzelle
Zellkern
Die abgetrennten Protein-Bestandteile, Beta-Amyloidgenannt, scheidet der Körpernormalerweise direkt aus.
Gesundes Gehirn
Leichte Alzheimer-Erkrankung
Zelebraler Kortex
KortikaleSchrumpfung
Leicht vergrößerteVentrikel
Hippocampus
SchrumpfenderHippocampus
Schwere Alzheimer-Erkrankung
Starke kortikaleSchrumpfung
Stark vergrößerteVentrikel
Stark schrumpfenderHippocampus
D ie Evolutionsbiologen feiertenam Dienstag „Darwin Day“,
zwei Tage nach seinemGeburtstag.Wenn Sie sich fragen: „Warum soll-ten mich Darwin und die Evoluti-onsbiologen interessieren?“, dannschauen Sie doch einmal auf IhreHände. Und dann schauen Sie sichim Büro um. Ist Ihnen aufgefallen,dass alle Kollegen auch fünf Fingerhaben?Merkwürdig, oder? Ansons-ten unterscheiden sie sich dochauch in Haut-, Augen- und Haar-farbe und Körpergröße. Aber nichtin der Zahl der Finger.Was führte zu so viel Gleichheit
– außer vielleicht dem abwegigenGrund, dass Gott auch fünf Fingerhatte, als er uns nach seinem Ant-litz schuf?Warum ist die Evolutionalso anscheinend bei fünf stehengeblieben? Sonst, so sollte jeder-mann mittlerweile bekannt sein,istVariation dochdasÖl der Evolu-tion. Ohne Unterschiede fändekeineAuslese unddamit keineEvo-lution statt. Gleichheit aller bedeu-tet Stillstand.Ist der in Tierfilmen oft propa-
gierte angeblicheDrang zurPerfek-tion verantwortlich? „Fünf“ istaber nicht per se immer besser als
zwei, drei oder sechs. Konzertpia-nisten oder ein Olympia-Schwim-mer wären vielleicht froh übermehr als fünf Finger. Grundsätz-lich: Nichts ist perfekt! Das werdeich ein anderesMal begründen.Optimalität kann also kaum der
Grund für die fixierte Zahl „fünf“sein. Heutzutage werden Fingervon den meisten Menschen in dermeisten Zeit des Tages nur zumTippen auf einer Computertasta-tur benutzt. Ein zweiter Blick insBüro zeigt, dass, wenn nur zweider zehn Finger zum Tippen be-nutzt werden, kaum von Perfek-tion die Rede sein kann.Ernsthaft: Natürlich liegen die
Gründe für die fast universelle Pen-tadactylie, die Fünffingrigkeit –bitte schön, zählen Sie bei IhremHund oder Ihrer Katze nach – vieltiefer. Als vor etwa 380 MillionenJahren unsere Fischvorfahren dasLand besiedelten, haben sie sichmit ihren Extremitäten vomBodenabgestützt. Mit weichen Flossen-strahlen geht dies weniger gut. Esgab mehrere evolutionäre Linien,die damals ihr Glück auf dem Landversuchten. Von Fossilienfundenweiß man, dass es einige mit sie-ben, acht oder sogar zwölf Fingerngab.Aber zufälligerweisehinterlie-ßen allein die fünffingrigen Fischebis heute Nachfahren. Von denenstammen nicht nur die Säugetiere,sondern auch alleAmphibien, Rep-tilien und Vögel ab – und habendeshalb, zumindest ursprünglich,genau fünf Finger. Bei einigen gin-gen Finger nachträglich verloren,siehe Hühnerflügel oder Pferde-hufe beispielsweise. Aber es gibtkeines (außer dem Panda, ein Son-derfall) mit mehr als fünf Fingern.Also, zufällig hatte unser ältes-
ter gemeinsamer Fischvetter fünfFinger. Dieses entwicklungsbiolo-gische Programm „fünf“ wurdedann [email protected]
ULRICHKRAFT | DÜSSELDORF
Mit ihrem Tod in geistiger Umnach-tung 1906 erlangte Auguste D. einenPlatz in der Medizingeschichte.Alois Alzheimer (1846-1915) sezierteihr Gehirn und entdeckte darin selt-sameKlumpenund fadenförmigeGe-bilde. Diese Veränderungen machtederNeuropathologe für dendramati-schenGedächtnisverlust verantwort-lich. Auguste D. ist der erste akten-kundige Fall desMorbus Alzheimer.Hundert Jahre später ist die
Krankheit einMassenphänomen.Al-lein in Deutschland lebt rund eineMillion Betroffene, für die der Satz„du hast wohl den Verstand verlo-ren“ zur grausamen Realität gewor-den ist. Nach einer Therapie, mit dersich die Demenzerkrankung verhin-dern oder zumindest dauerhaft stop-pen lässt, wird seit Jahren gesucht.Und nach zahlreichen Rückschlägenhellt sich das düstere Bild langsamauf. „Das Grundlagenwissen ist daund damit auch Ansatzpunkte fürTherapien“, sagt Franz Adlkofer. Erkoordiniert das von der EU geför-derte Apopis-Projekt, einen Ver-bund von 38 Forschergruppen inEuropa.Das Adolf-Butenandt-Institut der
Universität München gehört dazu.Dort beschäftigt sich ChristianHaass mit dem Molekül, das wohlder Schlüssel zur Alzheimer-Krank-heit ist: Beta-Amyloid. Aus diesemProtein bestehen die Klumpen, dieAlois Alzheimer fand, heute „senilePlaques“ genannt. „Es lagert sich aufdenNervenzellen ab und löst so eineKaskade von toxischen Prozessenaus, die letztlich die Neuronen zer-stören“, erklärt Haass. Zwei Hirnre-gionen werden besonders früh undschwer in Mitleidenschaft gezogen:derHippocampus unddie enterorhi-nale Rinde. Sie sind für das deklara-tive Gedächtnis, die Erinnerung anFakten und Ereignisse, unabdingbar.Folge: Die Betroffenen vergessenerst Kochrezepte, dann die eigeneBiografie. „Ich habe mich selbst ver-loren“, beschrieb Auguste D. in ei-nem lichten Moment die Folge desNeuronen-Massensterbens.Beta-Amyloid ist ein kleines Frag-
ment eines 30-mal größeren Eiweiß-moleküls, des Amyloid PrecursorProteins, kurz APP. Eine sehr wich-tige Substanz, denn es dient an den
Kontaktstellen zwischenNervenzel-len, den Synapsen, als eineArt Siche-rung, es schützt vor unkontrollierterSignalübertragung.Nach getanerAr-beit wird es abgebaut und dabei ent-steht Beta-Amyloid. Welchen biolo-gischen Sinn dies hat, ist unklar.„Wahrscheinlich handelt es sich ein-fach umeinAbfallprodukt, das keineAufgabe erfüllt“, vermutet ChristianHaass.
Früher dachte man, dass dieser„Müll“ nur im Gehirn von Alzhei-mer-Kranken entsteht.Dochdas zer-störerische Protein wird – so vielsteht heute fest – in jedem Gehirnproduziert. Ob sich die gefürchtetenPlaques bilden, hängt von der Kon-zentration ab. „Man muss nur war-ten, bis genug Amyloid vorhandenist, dann verklumpt es, lagert sich ab,und die Krankheit bricht aus“, sagtHaass. Es tickt also eine „Zeitbombeim Gehirn“. Weil die Menschen im-mer älter werden, befürchten Exper-ten daher einen drastischen Anstiegder Patientenzahlen. Knapp 25 Mil-lionen sind es jetzt weltweit, über 80Millionen werden es 2040 sein,schätzt dieDachorganisationAlzhei-mer’s Disease International.Umso wichtiger ist die Suche
nach einerWaffe gegen die häufigsteForm der Altersdemenz. Haass hatdie Enzyme im Visier, die das Amy-loid-Vorläufermolekül APP ab-bauen. „Diese Sekretasen sind so et-was wie molekulare Scheren, sieschneiden an bestimmten Schnitt-stellen Fragmente aus Proteinen he-raus.“Drei solcher Schnittstellen be-sitzt APP für drei verschiedene Se-kretasen – eine „gute“ und zwei„böse“. ImNormalfall zerlegt die Al-pha-SekretaseAPP in zwei harmloseSpaltprodukte. Manchmal aberschneiden Beta- und Gamma-Sekre-tase gemeinsam und dabei entstehtBeta-Amyloid. Offenbar passiert dasim Gehirn von Alzheimer-Krankenzu oft.Substanzen, die das Zuschnappen
der Scheren unterbinden, gibt es be-reits. Einen solchen Inhibitor derGamma-Form hat der PharmarieseBristol-Myers Squibb am Menschengetestet. Doch die Studie wurde we-gen Nebenwirkungen abgebrochen.„Die Sekretasenwerden für alle Zell-teilungsprozesse gebraucht. Blo-ckiert man sie, kommt es beispiels-weise zu Störungen der Blutbil-dung“, erklärt Haass. PrinzipiellkönnederAnsatz funktionieren, ent-scheidend sei die richtigeDosis indi-viduell angepasst an den Patienten.
Als vielversprechendste Strategiegilt aber die Immuntherapie, eineArt Impfung gegen den Kahlschlagim Gehirn. Von der körpereigenenAbwehr hergestellte Antikörper, diewie Miniaturmüllmänner die gifti-gen Ablagerungen beseitigen, sollenim Denkorgan für Ordnung sorgen.Bei gentechnisch veränderten Alz-heimer-Mäusen funktioniert es. Zu-nächst bekamen die Tiere einenkünstlichenAbschnitt desBeta-Amy-loid-Peptids gespritzt. Bei den Na-gern, die daraufhinAntikörper bilde-ten, lösten sich die Amyloid-Plaquesauf und die Mäuse schnitten bei Ge-dächtnistestswieder deutlich besserab. „Wenn die Mäuse frühzeitig be-handelt wurden, bildeten sich über-haupt keine Ablagerungen“, weißChristianHaass. „Das heißt, die Imp-fungwirkte sogar prophylaktisch.“Doch eine Untersuchung der Me-
thode an 372 leicht bis mittelgradigerkrankten Alzheimer-Patienten en-dete imFrühjahr 2002mit einemher-ben Rückschlag. Bei 18 Teilnehmernentzündeten sich Hirnhaut und Ge-hirn, wahrscheinlich als Folge einerImmun-Überreaktion. Die Studiewurde abgebrochen.Die Arbeit von Forschern aus Zü-
rich lässt die Hoffnung wieder kei-men. Dort wurde das Schicksal der
30 Schweizer, die an der Studie teil-nahmen, weiterverfolgt: Bei den Pa-tienten, die viele Antikörper gegenBeta-Amyloid gebildet hatten, bliebdie Gedächtnisleistung konstant.Der Impfstoff schützte sie also vordem sonst so rasanten Fortschreitender Erkrankung. Erlanger Wissen-schaftler fanden Hinweise, dass sichder Hippocampus, das am schwers-ten in Mitleidenschaft gezogeneHirnareal, drei Jahre nach der Im-muntherapie sogarwieder zu regene-rieren beginnt. Bereits verloren ge-gangene Erinnerungen kehren da-durch zwar nicht zurück. Dochschon eineTherapie, die das SterbenderNervenzellen verhindert und da-mit denZustandderDementen stabi-lisiert, wäre ein enormer Fortschritt.Haass fordert daher, trotz der
Rückschläge weiterzumachen: „Fin-det man kein wirksames Medika-ment, könnten ganzeVolkswirtschaf-ten zusammenbrechen. Auf der Imp-fung ruhen unsere größtenHoffnun-gen.“ Die Erinnerung ist das einzigeParadies, aus dem wir nicht vertrie-ben werden können, schrieb derDichter Jean Paul Ende des 18. Jahr-hunderts.WennsichHaass’Hoffnun-gen erfüllen, wird dieses Paradieswieder mehr Menschen offen ste-hen.
DÜSSELDORF. Ältere Menschengelten als langsam, vergesslich undunflexibel undwerdendaher von vie-len Arbeitgebern nicht mehr einge-stellt. DieDortmunderNeurophysio-logen Michael Falkenstein und Sa-scha Sommer berichten jetzt in deraktuellen Ausgabe der Zeitschrift„Gehirn&Geist“, dass bei älterenMenschen bestimmte Hirnprozessegestärkt und dadurch andere Defi-zite kompensiert werden. Demnachfunktionieren einige kognitive Pro-zesse, die im Arbeitsalltag oft eineRolle spielen, im Alter sogar besser.„Ältere Gehirne scheinen oft nachdem Prinzip ‚Lieber etwas langsa-mer, aber dafür richtig' zu Werke zugehen“, sagtMichael Falkenstein.Wie die Forscher in Experimenten
feststellten, machen ältere Men-schen weniger Fehler als jüngere,
wenn sie irritiertwerden:DieProban-den unterschiedlichen Alters solltenper Tastendruck auf einen Pfeilkopfin der Mitte eines Monitors reagie-ren – jeweils mit der Hand, auf dieseine Spitze zeigte. Kurz vor dem Er-scheinen des Zielreizes wurden dieProbanden durch flankierende Pfeil-spitzen irritiert. Den älteren Ver-suchspersonen unterliefen bei derAufgabe nur halb so viele Fehler wieden jungen.Die jüngeren Teilnehmer spran-
gen auf die Flankierreize so schnellan, dass sie häufiger die falsche Tastedrückten – die Fehlreaktion warnicht mehr aufzuhalten. Ältere dage-gen begannen die Reaktionsaktivie-rung später, was sie in diesem Fallvor Fehlern schützte. Durch dieseVerzögerung waren die vermeintlichLangsameren klar imVorteil. fk
QUANTENSPRUNG
Darwin zumGeburtstag(12.2.1809)
Professor fürEvolutionsbiologie,Konstanz
AXELMEYER
DÜSSELDORF. Die vonFlüssen ge-führte Wassermenge ist in den ver-gangenenhundert Jahren trotzwach-sendenWasser-Konsums der Bevöl-kerung gestiegen. Grund dafür istnacheinerUntersuchungderMeteo-rologin Nicola Gedney vom staatli-chen britischen Wetterinstitut MetOffice eine veränderte Wassernut-zung der Pflanzen. Wie Gedney undKollegen in der aktuellen Ausgabeder Zeitschrift „Nature“ berichten,ist diese Änderung des pflanzlichenWasserhaushalts auf die steigendeKonzentration von Kohlendioxid inder Atmosphäre zurückzuführen.Dieser Anstieg ist vor allem durchmenschliche Aktivitäten verursacht.In ihrer Studie nutzen die For-
scher ein zeitlich konstantes Modellder Erdoberfläche und die so ge-nannte statistische „Fingerab-druck“-Methode, um mögliche Ein-flussfaktoren der beobachteten Zu-nahme des Wasserabflusses festzu-stellen. Bei dieser Methode werdenverschiedene in Frage kommendeSchemen in Simulationen durchge-spielt, bis eines davon mit den beob-achteten Tatsachen übereinstimmt.So fanden sie heraus, dass die redu-zierte Verdunstung vonWasser überdie Spaltöffnungen in den Blätternder Pflanzen einen großen Einflussauf die Zunahme der in Flüssen ab-laufenden Wassermenge hat. DasKohlendioxid in der Luft bewirkt dieSchließung der Spaltöffnungen inden Blättern. Da Pflanzen daher we-niger „schwitzen“, ziehen sie auchwenigerWasser aus dem Boden.Die Forscher schließen daraus,
dass zwar die Verfügbarkeit vonTrinkwasser, aber auch die Gefahrvon Überschwemmungen wächst,wenn der Kohlendioxidgehalt derLuft weiter steigt. fk
UNSERE THEMEN
Geoka
„Es kann doch nicht sein,dassman auf Katastro-phen immer nur reagie-ren kann“, sagte sich Ri-chard Ladwein unter demEindruck der Lawinen-Ka-tastrophen von 1999. DerTrierer war damals nochGeographie-Lehrer.Von Schneelawinen verla-gerte sich sein Interessebald auf Erdrutsche undSchlammlawinen, diegroßematerielle undmenschliche Opfer for-dern. Ladweins Idee: EineRisikoanalyse der Erd-oberfläche kann die Ge-fahr kalkulierbarmachen.Auslöser solcher Kata-strophen sindmeist Nie-derschläge, aber Um-stände undWahrschein-lichkeit sind von der Erd-oberfläche abhängig, auf
die sie treffen. „Sie wardaher der Ausgangs-punktmeiner Überlegun-gen“, sagt Ladwein. Daszu untersuchende Gebietmuss also durchMessun-gen amBoden, Luftbild-und Satellitenaufnahmenin ein dreidimensionalesGeländemodell überführtwerden. Dann erfolgt dieInterpretation: Erfassung
der Neigungen und ihresVerhältnisses zueinan-der, Bodenbeschaffen-heit, Dynamik der Erd-massen und desWas-sers. Am Ende steht dieVisualisierungmit Kar-ten: Neigungs- und Ge-fährdungskarte sowie Ver-läufe eventueller Bewe-gungen von Erdmassenoder Unterwasser (Bild).
„Wir können nicht sagen,wann eine Gefährdungeintritt, aber wo“, sagtLadwein. Das standardi-sierte Verfahren wollteLadwein ursprünglich ineiner Doktor-Arbeit entwi-ckeln. Aber bald war ihmklar, dass es Grundlage ei-nes Unternehmens seinkönnte. So wurde ausdempromovierendenGeographie-Lehrer einUnternehmer. Seine „Ge-sellschaft für Geomor-phologische KartierungundGutachten“, kurzGeoka, hatmittlerweileachtMitarbeiter undwelt-weite Kundschaft: Grund-stücksbesitzer, Baufir-men, aber auch Gemein-den. | Ferdinand Knauß
NächsteWoche:PolymerBeratung
Der Kampf gegen das VergessenDiagnose Alzheimer – bislang ein unabwendbarer Schicksalsschlag. Doch die Hoffnung auf eine Therapie wächst.
Kohlendioxidlässt Flusspegelsteigen
MOÖKONOMIE
DI ESSAY
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DO NATURWISSENSCHAFTEN
FR LITERATUR
Ältere Menschenmachen weniger FehlerAlternde Gehirne kompensieren Defizite
GRÜNDERSZENE
wirtschaft braucht
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