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Alzheimer und Arteriosklerose verknüpfen: Neue Erkenntnisse

Forschung zeigt Verbindungen zwischen Alzheimer und Gefässgesundheitsproblemen.

Beth Eyre, Kira Shaw, Dave Drew, Alexandra Rayson, Osman Shabir, Llywelyn Lee, Sheila Francis, Jason Berwick, Clare Howarth

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Inhaltsverzeichnis

Stell dir eine Welt vor, in der mehr als fünfundfünfzig Millionen Menschen mit Demenz leben, und diese Zahl bis 2030 auf über einhundertneununddreissig Millionen ansteigen soll. Alzheimer ist der häufigste Grund für diese Erkrankung. Menschen mit Alzheimer stehen vor einer Reihe ernster Herausforderungen, wie Gedächtnisverlust, Verwirrung und Schwierigkeiten beim Denken und Gründen. Wenn wir uns mit diesem Thema befassen, werden wir erkunden, wie Alzheimer mit anderen Gesundheitsproblemen wie Atherosklerose interagiert, die durch Fettablagerungen in den Arterien verursacht wird, und wie diese Wechselwirkungen das Gehirn beeinflussen.

Was ist Alzheimer?

Alzheimer, oft als AD bezeichnet, ist eine fortschreitende Erkrankung des Gehirns, die zu einem allmählichen Rückgang der kognitiven Funktionen führt. Die Gehirne von Menschen mit Alzheimer sind durch die Ansammlung von Proteinen, wie Amyloid-Beta-Plaques und hyperphosphorylierten Tau-Fasern, gekennzeichnet. Diese Veränderungen stören die Kommunikation zwischen den Gehirnzellen und können dazu führen, dass sie absterben, was zu den kognitiven Problemen führt, die bei dieser Krankheit auftreten.

Der grösste Risikofaktor für die Entwicklung von Alzheimer ist das Alter. Mit dem Älterwerden steigt die Wahrscheinlichkeit, die Krankheit zu entwickeln. Viele Personen mit Alzheimer haben auch andere Gesundheitsprobleme, bekannt als Komorbiditäten, die ihre Situation verschlimmern können.

Die Rolle der neurovaskulären Dysfunktion

Neue Studien deuten darauf hin, dass Probleme mit den Blutgefässen im Gehirn, bekannt als neurovaskuläre Dysfunktion, eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Alzheimer spielen könnten. Vaskuläre Risikofaktoren wie Diabetes, Bluthochdruck und Herzkrankheiten können die Blut-Hirn-Schranke schädigen, die wie eine schützende Wand funktioniert, die kontrolliert, was ins Gehirn gelangt. Wenn diese Barriere beschädigt ist, kann das zu einer verminderten Durchblutung des Gehirns führen, was die Produktion und den Abbau von Proteinen wie Amyloid-Beta verändert.

Ein Übermass an Amyloid-Beta kann schädlich sein und zur Funktionsstörung und zum Verlust von Neuronen beitragen. Das führt zu den kognitiven Beeinträchtigungen, die Menschen mit Alzheimer erleben.

Die Verbindung zwischen Alzheimer und Atherosklerose

Atherosklerose ist wie ein lästiger Nachbar, der nicht weiss, wann er gehen soll. Es handelt sich um eine entzündliche Krankheit, die durch eine Ansammlung von Fetten in den Arterien gekennzeichnet ist, was die Durchblutung verringern kann und in vielen Ländern eine der Hauptursachen für den Tod ist. Studien haben Atherosklerose mit Alzheimer in Verbindung gebracht, wobei Beweise darauf hindeuten, dass beide gemeinsame Risikofaktoren teilen.

Es ist wichtig, zu verstehen, wie beide Krankheiten miteinander interagieren, jedoch gibt es nicht viele Forschungen, die untersuchen, wie Atherosklerose den Blutfluss und die Funktion des Gehirns im Kontext von Alzheimer beeinflusst. Komorbide Zustände können wichtige Einblicke geben, warum einige Behandlungen für Alzheimer von Tieren nicht gut auf Menschen übertragbar sind.

Forschung zu Atherosklerose und deren Auswirkungen

Um die Auswirkungen von Atherosklerose zu untersuchen, haben Wissenschaftler verschiedene Tiermodelle entwickelt. Eine der beliebtesten Methoden ist es, genetisch veränderte Mäuse zu züchten, die die Krankheit nachahmen. Aber die Zucht dieser Mäuse kann zeitaufwändig und kostspielig sein. Kürzlich haben Forscher neue Wege erkundet, Atherosklerose mithilfe von viralen Vektoren zu induzieren, was den Prozess effizienter machen kann.

Eine Studie verwendete diese Modelle, um zu untersuchen, wie Atherosklerose die Gehirnfunktion beeinflusst, wenn sie mit Alzheimer kombiniert wird. Sie fanden heraus, dass es bei Mäusen mit beiden Erkrankungen bemerkenswerte Unterschiede darin gab, wie das Gehirn auf sensorische Stimulation reagiert.

Untersuchung der kognitiven Funktion

Forscher bewerten oft die kognitive Funktion bei Mäusen mithilfe eines Tests, der als Novel Object Recognition (NOR)-Test bekannt ist. Dieser Test nutzt die natürliche Neugier der Mäuse gegenüber neuen Objekten. Die Mäuse haben die Möglichkeit, zwei identische Objekte zu erkunden, und später wird eines durch ein neues ersetzt. Die Zeit, die sie mit dem neuen Objekt verbringen, zeigt, ob die Mäuse es als anders erkennen als das vertraute.

Als die Forscher diesen Test an Mäusen mit Alzheimer, Atherosklerose und einer Kombination beider Krankheiten durchführten, fanden sie keine signifikanten Unterschiede im Gedächtnis der Mäuse. Das deutet darauf hin, dass selbst mit diesen schweren Erkrankungen die Mäuse neue Objekte ähnlich wie gesunde Mäuse erkennen konnten. Allerdings verbrachten die Mäuse mit Alzheimer weniger Zeit mit dem neuen Objekt als erwartet, was auf einige kognitive Herausforderungen hindeutet.

Das Studien-Setup

Bei der Untersuchung dieser Erkrankungen verwendeten die Forscher mehrere Techniken, einschliesslich der Beobachtung des Blutflusses im Gehirn mittels einer Methode namens 2D-optische Bildgebungsspektroskopie (2D-OIS). Dadurch konnten sie sehen, wie das Blut im Laufe der Zeit als Reaktion auf sensorische Stimulation floss. Sie analysierten auch Gehirngewebe, um die Last der Amyloid-Plaques und die Belastung durch atherosklerotische Plaques zu bewerten.

Die Studie betrachtete männliche Mäuse im Alter von 9 bis 12 Monaten und umfasste mehrere Gruppen: die normale (Wildtyp) Gruppe, die Alzheimer-Gruppe, die Atherosklerose-Gruppe und die Gruppe mit beiden Erkrankungen. Die Mäuse wurden in einer kontrollierten Umgebung gehalten, um sicherzustellen, dass sie die gleichen Bedingungen hatten, bevor die Experimente durchgeführt wurden.

Auseinandersetzung mit den Forschungsmethoden

Der Novel Object Recognition-Test wurde über zwei Tage durchgeführt. Am ersten Tag gewöhnten sich die Mäuse an die Arena und die Objekte. Am zweiten Tag, nach einer kurzen Pause, wurden sie mit einem vertrauten Objekt und einem neuen getestet. Die Forscher erfassten die Zeit, die die Mäuse mit jedem Objekt verbrachten, um die Präferenz für das neue zu berechnen.

Nach dem Experiment wurden die Mäuse getötet, und ihre Gehirne wurden analysiert, was wichtige Informationen über Amyloidspiegel und atherosklerotische Plaques in der Aorta offenbarte.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Als die Forscher die Ergebnisse analysierten, tauchten mehrere Muster auf. Die Atherosklerose-Gruppe zeigte reduzierte hämodynamische Reaktionen, insbesondere während kurzer Stimuli. Das bedeutet, dass ihre Gehirne nicht so stark auf schnelle sensorische Stimulation reagierten wie die gesunde Gruppe. Bei längeren Stimuli waren die Unterschiede jedoch weniger klar.

Interessanterweise schien die Kombination von Alzheimer mit Atherosklerose einige der Reaktionen der Blutgefässe zu verstärken. Das wirft Fragen zu den Wechselwirkungen zwischen den beiden Krankheiten auf, die die Forscher weiter untersuchen wollen.

Analyse anderer Faktoren

Ein wichtiger Faktor bei diesen Ergebnissen war die Lokomotion. Die Bewegung der Mäuse während des Tests beeinflusste die Blutflussreaktionen. Wenn die Lokomotion berücksichtigt wurde, verringerten sich signifikante Unterschiede in den hämodynamischen Reaktionen zwischen den Krankheitsmodellen, was darauf hinweist, dass die Bewegungen der Mäuse die Ergebnisse mehr beeinflussten als die zugrunde liegenden Krankheitszustände.

Diese Verbindung zwischen Lokomotion und Gehirnfunktion deutet darauf hin, dass Wissenschaftler bei zukünftigen Forschungen auf die Bewegung während der Experimente achten müssen, um sicherzustellen, dass sie das messen, was sie beabsichtigen.

Pathologische Ergebnisse

Bei der Untersuchung der Pathologie im Gehirn fanden die Forscher keine signifikanten Unterschiede in der Amyloidlast zwischen den Alzheimer- und Mischkrankheitsgruppen. Das war für einige überraschend, da frühere Studien gezeigt hatten, dass eine Kombination beider Erkrankungen zu einer erhöhten Plaque-Belastung führen könnte.

Ebenso gab es keinen bemerkenswerten Unterschied in der Menge an atherosklerotischen Plaques zwischen den Atherosklerose- und Mischkrankheitsgruppen. Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, wie zwei ernsthafte Erkrankungen interagieren können und deuten auf die Notwendigkeit weiterer Studien hin.

Fazit

Die Reise durch das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Alzheimer und Atherosklerose offenbart sowohl Geheimnisse als auch Einsichten. Während diese Krankheiten das Leben erheblich beeinträchtigen können, arbeiten die Forscher unermüdlich daran, Mechanismen zu entdecken, die zu besseren Behandlungen führen könnten.

Während wir weiterhin die Netze der Neurodegeneration und der vaskulären Gesundheit entwirren, bleibt es entscheidend, die Bedeutung des experimentellen Designs zu beachten und Faktoren wie die Lokomotion zu berücksichtigen, die die Ergebnisse beeinflussen können. Diese Forschung ebnet den Weg für zukünftige Studien, die dazu beitragen könnten, unser Verständnis und die Behandlung dieser komplexen Erkrankungen zu verbessern.

Also, wenn du das nächste Mal von den Kämpfen jemandes mit Gedächtnis oder Herzgesundheit hörst, denk daran, dass diese Herausforderungen vielleicht nur die Spitze des Eisbergs sind, der eine Vielzahl von Wechselwirkungen im Körper versteckt.

Originalquelle

Titel: Characterizing vascular function in mouse models of Alzheimer's disease, atherosclerosis, and mixed Alzheimer's and atherosclerosis

Zusammenfassung: SignificanceAlzheimers disease does not occur in isolation and there are many comorbidities associated with the disease - especially diseases of the vasculature. Atherosclerosis is a known risk factor for the subsequent development of Alzheimers disease, therefore understanding how both diseases interact will provide a greater understanding of co-morbid disease progression and aid the development of potential new treatments. AimThe current study characterizes hemodynamic responses and cognitive performance in APP/PS1 Alzheimers mice, atherosclerosis mice, and a mixed disease group (APP/PS1 & atherosclerosis) between the ages of 9 and 12 months. ApproachWhisker-evoked hemodynamic responses and recognition memory were assessed in awake mice, immunohistochemistry to assess amyloid pathology, and histology to characterize atherosclerotic plaque load. ResultsWe observed hemodynamic deficits in atherosclerosis mice (vs Alzheimers, mixed disease or wild-type mice), with reduced short-duration stimulus-evoked hemodynamic responses occurring when there was no concurrent locomotion during the stimulation period. Mixed Alzheimers and atherosclerosis models did not show differences in amyloid beta coverage in the cortex or hippocampus or atherosclerotic plaque burden in the aortic arch vs relevant Alzheimers or atherosclerosis controls. Consistent with the subtle vascular deficits and no pathology differences, we also observed no difference in performance on the novel object recognition task across groups. ConclusionsThese results emphasize the importance of experimental design for characterizing vascular function across disease groups, as locomotion and stimulus duration impacted the ability to detect differences between groups. Whilst atherosclerosis did reduce hemodynamic responses, these were recovered in the presence of co-occurring Alzheimers disease which may provide targets for future studies to explore the potentially contrasting vasodilatory mechanisms these diseases impact.

Autoren: Beth Eyre, Kira Shaw, Dave Drew, Alexandra Rayson, Osman Shabir, Llywelyn Lee, Sheila Francis, Jason Berwick, Clare Howarth

Letzte Aktualisierung: 2024-12-02 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.02.626393

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.02.626393.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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