Wissenschaftler wissen schon lange, dass körperliche Beschwerden auch das Gehirn beeinflussen können. Probleme wie Fettleibigkeit, Bluthochdruck und Insulinresistenz belasten den Stoffwechsel und das Herz-Kreislauf-System. Mit der Zeit kann dieser Stress den kognitiven Verfall beschleunigen und das Risiko für Alzheimer erhöhen. Forscher der Arizona State University berichten nun in Zusammenarbeit mit Partnern aus mehreren Institutionen, dass diese Auswirkungen möglicherweise viel früher als erwartet auftreten. Bei jungen Erwachsenen mit Adipositas identifizierte das Team biologische Marker, die mit Entzündungen, Leberbelastung und frühen Schädigungen der Gehirnzellen in Verbindung stehen. Diese kleinen, aber messbaren Veränderungen ähneln den Mustern, die bei älteren Erwachsenen mit kognitiven Beeinträchtigungen zu beobachten sind.
Die Studie brachte eine weitere wichtige Erkenntnis zutage. Viele der jungen Erwachsenen wiesen ungewöhnlich niedrige Cholinwerte im Blut auf, einem Nährstoff, der für die Gesundheit der Leber, die Regulierung von Entzündungen und den Schutz der langfristigen Gehirnfunktion unerlässlich ist. „Diese Forschung ergänzt die wachsenden Beweise dafür, dass Cholin ein wertvoller Marker für Stoffwechsel- und Hirnfunktionsstörungen ist – und unterstreicht die Bedeutung einer ausreichenden täglichen Zufuhr, da es für die menschliche Gesundheit unerlässlich ist“, sagt Ramon Velazquez. „Mehrere neue Berichte, die diesen Monat veröffentlicht wurden, bringen einen verringerten Cholinspiegel im Blut mit Verhaltensänderungen in Verbindung, darunter Angstzustände und Gedächtnisstörungen sowie umfassendere Stoffwechselstörungen.“ Velazquez leitet die Studie als Teil des ASU-Banner Neurodegenerative Disease Research Center und arbeitet dabei mit Kollegen der ASU School of Life Sciences, des Banner Sun Health Research Institute und der Mayo Clinic, AZ, zusammen. Die Ergebnisse wurden in Aging and Disease veröffentlicht.
Frühe Auswirkungen von Fettleibigkeit auf das Gehirn
Obwohl allgemein bekannt ist, dass Fettleibigkeit das Risiko für chronische Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Typ-2-Diabetes erhöht, deutet diese Studie darauf hin, dass sich ihr Einfluss auf das Gehirn bereits viel früher entwickeln kann. Die Forscher maßen erhöhte Werte von entzündungsfördernden Proteinen und Enzymen, die auf eine Belastung der Leber hinweisen. Außerdem stellten sie erhöhte Werte der leichten Kette des Neurofilaments (NfL) fest, einem Protein, das bei einer Schädigung von Neuronen freigesetzt wird. NfL stand bei diesen jungen Erwachsenen in Zusammenhang mit niedrigen Cholinspiegeln im Blut, obwohl in diesem Alter normalerweise keine Verhaltensänderungen zu erwarten sind.
NfL hat sich als wichtiges Frühwarnsignal für Neurodegeneration herausgestellt. Es wird in erhöhten Konzentrationen bei Menschen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung und Alzheimer-Krankheit gefunden. Die Beobachtung dieser Marker bei jungen Erwachsenen ist bedeutsam und deutet darauf hin, dass Fettleibigkeit messbare Auswirkungen auf das Gehirn haben kann, lange bevor Symptome auftreten. Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass Entzündungen, Stoffwechselbelastungen und frühe neuronale Veränderungen in einer Weise miteinander verbunden sein könnten, die viel früher im Leben beginnen als bisher angenommen.
Der Einfluss von Cholin auf die Gesundheit des Gehirns und den Stoffwechsel
Ein zentraler Aspekt der Studie betrifft Cholin, einen Nährstoff, der für die Struktur der Zellmembranen, die Entzündungskontrolle, die Leberfunktion und die Produktion von Acetylcholin, einem für das Gedächtnis wichtigen Neurotransmitter, unerlässlich ist. Besonders bedeutend ist Cholin für den Aufbau von Zellmembranen, da es Bestandteil von Phospholipiden ist, die jede Körperzelle umgeben und stabilisieren. Eine weitere zentrale Funktion erfüllt Cholin im Nervensystem: Es dient als Vorstufe für den Neurotransmitter Acetylcholin, der für Gedächtnis, Lernprozesse, Muskelbewegungen und die Regulation des Herz-Kreislauf-Systems notwendig ist. Darüber hinaus ist Cholin entscheidend für den Fettstoffwechsel und die Lebergesundheit, da es den Transport von Fett aus der Leber unterstützt und so einer Fettleber vorbeugen kann. Auch während der Schwangerschaft spielt es eine besonders wichtige Rolle, weil es die Gehirnentwicklung des ungeborenen Kindes unterstützt.
Diese Nährstoff kann vom Körper nur in kleinen Mengen selbst hergestellt werden, zusätzlich muss er über die Ernährung aufgenommen werden. Reichhaltige Nahrungsquellen sind Eier, Geflügel, Fisch, Bohnen und Kreuzblütler wie Brokkoli, Blumenkohl und Rosenkohl. Teilnehmer mit Adipositas wiesen deutlich niedrigere Cholinwerte im Blut auf, und diese Verringerungen korrespondierten mit stärkeren Anzeichen von Entzündungen, Insulinresistenz, erhöhten Leberenzymwerten und NfL. Die Forscher beobachteten auch, dass die Frauen in der Studie niedrigere Cholinspiegel hatten als die Männer, was eine bemerkenswerte Erkenntnis ist, da Frauen häufiger unter kognitiver Alterung und Alzheimer leiden. Nationale Ernährungsumfragen zeigen, dass viele Amerikaner, insbesondere Teenager und junge Erwachsene, die empfohlene Cholinaufnahme nicht erreichen.
Das Problem der unzureichenden Cholinaufnahme betrifft Europa in ähnlicher Weise. Studien zeigen, dass die durchschnittliche Cholinzufuhr in vielen europäischen Ländern ebenfalls unter den empfohlenen Werten liegt. Da Cholin das Gehirn und die Leber unterstützt, kann ein langfristiger Mangel die Anfälligkeit für metabolischen Stress erhöhen und die Auswirkungen von Fettleibigkeit auf das Gehirn verstärken.„Die meisten Menschen sind sich nicht bewusst, dass sie nicht genug Cholin zu sich nehmen“, sagte Wendy Winslow, Erstautorin der Studie. „Die Aufnahme cholinhaltiger Lebensmittel in den Speiseplan kann Entzündungen lindern und sowohl den Körper als auch das Gehirn im Alter unterstützen.“
Nährstoffüberlegungen für neue Medikamente zur Gewichtsreduktion
Moderne Medikamente zur Gewichtsreduktion haben die Behandlung von Fettleibigkeit revolutioniert, da sie wirksam zur Gewichtsreduktion und zur Verbesserung der Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Gesundheit beitragen. Die appetitzügelnde Wirkung von GLP-1-Medikamenten reduziert jedoch die Nahrungsaufnahme erheblich. Dies kann zu einer unzureichenden Zufuhr von Cholin und anderen wichtigen Nährstoffen führen. Die Autoren weisen darauf hin, dass weitere Studien erforderlich sind, um zu untersuchen, ob die Kombination von GLP-1-Therapien mit einer ausreichenden Cholinaufnahme über die Nahrung dazu beitragen kann, die Stoffwechselresilienz und die allgemeine Gesundheit zu erhalten.
An der Studie nahmen 30 Erwachsene im Alter von 20 bis 39 Jahren teil, die sich zu gleichen Teilen aus übergewichtigen und normalgewichtigen Personen zusammensetzten. Jeder Teilnehmer stellte eine Blutprobe aus dem nüchternen Zustand zur Verfügung. Die Proben wurden auf zirkulierendes Cholin, entzündliche Zytokine, Insulin, Glukose, Leberenzyme, zusätzliche Stoffwechselparameter und NfL untersucht. Vergleiche zwischen den Gruppen ergaben konsistente Muster: niedrigere Cholinwerte, stärkere Entzündungen, metabolischer Stress und Anzeichen für neuronale Schäden bei jungen Erwachsenen mit Adipositas. Um zu verstehen, wie diese Ergebnisse mit der Alterung des Gehirns zusammenhängen, verglich das Team seine Ergebnisse mit Daten von älteren Erwachsenen, bei denen eine leichte kognitive Beeinträchtigung oder Alzheimer diagnostiziert worden war.
Sowohl bei jungen als auch bei älteren Erwachsenen wurde die gleiche Kombination aus niedrigem Cholinspiegel und hohem NfL-Wert festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass biologische Veränderungen im Zusammenhang mit Alzheimer bereits viele Jahre vor dem Auftreten von Symptomen beginnen können, insbesondere bei Menschen, die unter metabolischem Stress oder Adipositas leiden.
Forschungen ebenen den Weg für neue Strategien zum Schutz der Gehirngesundheit
Insgesamt zeigt die Studie einen starken Zusammenhang zwischen Adipositas, Entzündungen, Cholinspiegel und frühem neuronalen Stress. Diese Kombination könnte erklären, warum Stoffwechselstörungen die Wahrscheinlichkeit eines kognitiven Abbaus im späteren Leben erhöhen. Obwohl die Studie keinen Kausalzusammenhang herstellt, zeigt sie eine Gruppe von Biomarkern auf, die denen älterer Erwachsener mit kognitiven Beeinträchtigungen sehr ähnlich sind. Die Ergebnisse stimmen auch mit früheren Studien an Nagetieren überein, die zeigen, dass eine unzureichende Cholinaufnahme bei Mäusen zu Fettleibigkeit, Stoffwechselproblemen und einer erhöhten Pathogenese der Alzheimer-Krankheit führen kann.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei jungen Erwachsenen eine gute Stoffwechselgesundheit und eine ausreichende Cholinversorgung zur neuronalen Gesundheit beitragen und damit die Grundlage für ein gesundes Altern schaffen“, sagt Jessica Judd, Mitautorin der Studie. In weiteren Forschungen wird untersucht, wie frühzeitiger metabolischer Stress das langfristige Risiko für neurodegenerative Erkrankungen beeinflussen kann, um schließlich neue Strategien zum Schutz der Gehirngesundheit über die gesamte Lebensspanne zu entwickeln.
Weitere Nährstoffe, die positive Wirkung auf das Gehirn haben können
Omega-3-Fettsäuren: Omega-3-Fettsäuren tragen seit langem nachweislich zu einer guten Herzgesundheit bei und spielen nun auch eine Rolle für die kognitive Gesundheit. Eine Studie an Mäusen ergab, dass die Ergänzung mit mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren zu einem besseren Objekt-Erkennungsgedächtnis, räumlichem und lokalisatorischem Gedächtnis (bewusst abrufbare Erinnerungen wie Fakten und Wissen) und einer besseren Beibehaltung negativer Reaktionen führte. Zu den Lebensmitteln, die reich an Omega-3-Fettsäuren sind, gehören Lachs, Leinsamenöl und Chiasamen.
Phosphatidylserin und Phosphatidsäure: Forschungen haben gezeigt, dass eine Kombination aus Phosphatidylserin und Phosphatidsäure das Gedächtnis, die Stimmung und die kognitiven Funktionen älterer Menschen verbessern kann.
Walnüsse: Eine mit Walnüssen ergänzte Ernährung kann sich positiv auf die Verringerung des Risikos, die Verzögerung des Ausbruchs oder die Verlangsamung des Fortschreitens der Alzheimer-Krankheit bei Mäusen auswirken.
Citicolin: Citicolin ist eine natürliche Substanz, die in den Körperzellen vorkommt und zur Entwicklung des Gehirngewebes beiträgt, wodurch das Gedächtnis und die kognitiven Funktionen reguliert, die Kommunikation zwischen den Neuronen verbessert und die Nervenstrukturen vor Schäden durch freie Radikale geschützt werden. Klinische Studien haben ergeben, dass Citicolin-Präparate dazu beitragen können, die normalen kognitiven Funktionen im Alter aufrechtzuerhalten und das Gehirn vor Schäden durch freie Radikale zu schützen.
Kakaoflavanole: Kakaoflavanole werden mit einer Verbesserung der Durchblutung und der Herzgesundheit in Verbindung gebracht, und vorläufige Forschungsergebnisse deuten auch auf einen möglichen Zusammenhang mit einer Verbesserung des Gedächtnisses hin. So konnte u.a. gezeigt werden, dass Kakaoflavanole die Funktion eines bestimmten Teils des Gehirns verbessern können, der als Gyrus dentatus bezeichnet wird und mit dem altersbedingten Gedächtnis in Verbindung steht.
Magnesium: Magnesiumpräparate werden häufig für Menschen empfohlen, die eine schwere Gehirnerschütterung erlitten haben. Zu den magnesiumreichen Lebensmitteln zählen Avocados, Sojabohnen, Bananen und dunkle Schokolade.
Heidelbeeren: Heidelbeeren sind für ihre antioxidative und entzündungshemmende Wirkung bekannt, da sie einen hohen Gehalt an Anthocyanen aufweisen, einem Flavonoid, das die gesundheitsfördernden Eigenschaften von Lebensmitteln verstärkt. Ein moderater Verzehr von Heidelbeeren kann neurokognitive Vorteile wie eine verbesserte neuronale Signalübertragung in den Gehirnzentren mit sich bringen.