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Alzheimers Geheimwaffe: Was sind Amyloid-Plaques?
Amyloid-Plaques, auch Neural-Plaques oder senile Plaques genannt, sind extrazelluläre Ablagerungen, die aus Amyloid-Beta-Protein (Aβ) bestehen und hauptsächlich in der grauen Substanz des Gehirns vorkommen. Diese Plaques sind häufig mit degenerativen neuronalen Elementen sowie einer großen Anzahl von Mikroglia und Astrozyten verbunden. Diese Plaques treten mit zunehmendem Alter im Gehirn auf, große Mengen an Plaques und neurofibrillären Knäueln sind jedoch Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit.
Amyloidplaques variieren in Form und Größe und zeigen in Gewebeschnitten normalerweise eine logarithmische Normalverteilungskurve mit einer durchschnittlichen Fläche von etwa 400–450 Quadratmikrometern.
Der Entstehungsprozess von Amyloid-Plaques wird hauptsächlich durch die Fehlfaltung und Aggregation des Aβ-Proteins verursacht. Die Länge und chemische Modifikation dieser Aggregate beeinflusst deren Aggregationstendenz und Toxizität. Wenn Sie also die Auswirkungen von Amyloid-Plaques verstehen möchten, müssen Sie zunächst mit der Produktion von Aβ beginnen.
Erzeugung von Amyloid-Beta
Amyloid Beta (Aβ) ist ein kleines Protein mit einer Länge von meist 40 oder 42 Aminosäuren. Aβ wird von einem langen Ausgangsprotein namens Aβ-Vorläuferprotein (APP) freigesetzt. APP wird in vielen Zellen produziert, kommt aber besonders häufig in Neuronen vor. Der Aβ-Anteil dieses Einkanal-Transmembranproteins liegt teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Zellmembran.
Um Aβ freizusetzen, wird APP schrittweise durch zwei Enzyme gespalten: zuerst außerhalb der Membran durch β-Sekretase (oder β-Amyloid-spaltendes Enzym (BACE)) und dann innerhalb der Membran durch Gamma-Sekretase. Zweiter Schnitt. Das Ergebnis dieser Schnitte ist die Freisetzung von Aβ-Proteinfragmenten in die Außenseite der Zelle.
Identifizierung und Zusammensetzung von Amyloid-Plaques
Amyloid-Plaques können unter einem Lichtmikroskop mit verschiedenen Färbetechniken beobachtet werden, darunter Silberfärbung, Kongorot, Thiazolfärbung usw. Diese Methoden weisen jeweils unterschiedliche Empfindlichkeiten auf und können Antigene in Plaques spezifisch markieren.
Die Aβ-Ablagerungen von Amyloid-Plaques variieren in Größe und Aussehen, von kleinen filamentösen Ansammlungen mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern bis hin zu größeren und dichteren Massen, die einen klassischen Aβ-Amyloid-Kern bilden, der von spärlichem umgebendem Aβ umgeben ist.
Pathologie und Verteilung von Amyloid-Plaques
Nach Untersuchungen von Dietmar Thal und Kollegen kann die Amyloid-Plaque-Bildung bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit in fünf Stadien eingeteilt werden. Zunächst erscheinen die Plaques im Neocortex des Gehirns und breiten sich dann allmählich auf andere Gehirnbereiche aus, einschließlich des Hippocampus und der Amygdala.
Im Endstadium der Alzheimer-Krankheit breiten sich Plaques nahezu im gesamten Gehirn aus. Bei diesem Prozess gehen die Aggregation und Fehlfaltung von Aβ mit Entzündungsreaktionen im Gehirn einher und beeinträchtigen dadurch die neurologische Funktion.
Der Zusammenhang zwischen Amyloid-Plaques und Krankheiten
Bei der neuropathologischen Diagnose der Alzheimer-Krankheit sind reichlich vorhandene Aβ-Plaques und neurofibrilläre Knäuel, die durch die Aggregation spezifischer Tau-Proteine entstehen, notwendige Läsionsmerkmale. Obwohl die Anzahl neurofibrillärer Bündel oft mit dem Grad der Demenz korreliert, spielt Aβ eindeutig eine zentrale Rolle für das Risiko, den Ausbruch und das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit.
Der Nachweis von Aβ-Plaques erfordert normalerweise eine mikroskopische Analyse bei der Autopsie, aber mit radioaktiv markierten Reagenzien können diese Plaques jetzt auch bei überlebenden Patienten beobachtet werden.
Forschungsrichtungen im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit
Im Zuge der Vertiefung der Forschung untersuchen Wissenschaftler den Einfluss verschiedener biologischer Faktoren auf die Bildung von Amyloid-Plaques. Dazu gehören mögliche Umweltfaktoren, genetische Risiken und Zusammenhänge mit chronischen Entzündungen. Viele neuere Studien haben ergeben, dass die Bildung von Amyloid-Plaques auch mit einer Schädigung der Mikrogefäße des Gehirns zusammenhängen kann.
Darüber hinaus hat die Forschung zur nichtmenschlichen Biologie auch wichtige Erkenntnisse geliefert. Menschliche Vorfahren und heutige nichtmenschliche Primaten entwickeln auf natürliche Weise Amyloidplaques im Gehirn, aber die begleitenden neurofibrillären Knäuel gibt es relativ selten.
Mit einem tieferen Verständnis der Mechanismen dieser Plaques könnten potenzielle Therapien für die Alzheimer-Krankheit entwickelt werden, um das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen oder umzukehren.
Amyloid-Plaques sind zweifellos ein entscheidendes Glied im Kampf gegen die Alzheimer-Krankheit, aber sind ihre wahre Rolle und Wirkung wirklich alles, was wir brauchen, um die Krankheit zu verstehen?
