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6.  Diskussion

6.1 Nachweis der Cholesterinspeicherung im Niemann-Pick Typ C-Hirn


Der Nachweis erhöhten Cholesterins im NPC-Hirn stand bis zuletzt aus. In Hirnhomogenatsbestimmungen konnte entweder keine Cholesterinanreicherung [102,103] oder nur eine leichte [79] nachgewiesen werden (Tab.2). Im Gegensatz dazu war in Homogenaten aus Leber und Milz eine starke Anreicherung zu finden [33,105]. Auch in histochemischen Ansätzen mit der Schultz-Methode konnte im Gehirn keine [25]oder nur eine geringe [33] Cholesterinspeicherung gefunden werden. Der hier dargestellte histochemische Befund einer Cholesterinspeicherung im NPC-Hirn wurde unabhängig und zeitgleich, ebenfalls mittels Filipinfärbung, von einer New Yorker Arbeitsgruppe an zwei 3,5 bzw. 10,5 Jahre alten Kindern erhoben [114]. Perinukleäre, filipin-positive Granula in Neuronen wurden kürzlich in einem NPC-Mausmodell beschrieben [92,111,114]. Eine Untersuchung an denselben Zellen mit Filipin-Fluoreszenzmikroskopie und Elektronenmikroskopie ergab, dass Filipin-positive Granula den ‘polymorphous cytoplasmic bodies’ [24,42] entsprechen [92].

Zur Erklärung der disparaten Befunde liegt nahe anzunehmen, dass Cholesterinbestimmungen in Hirnhomogenaten ungeeignet sind, Veränderungen, die nur in der grauen Substanz oder gar in nur einer Subpopulation von Hirnzellen vorliegen, aufzudecken.Bei NPC tritt eine Demyelinisierung [102] auf, so dass, weil sich der größte Teil des Cholesterins im Hirn in Myelinscheiden befindet [51], ein Cholesterinverlust der weißen Substanz eine Cholesterinanreicherung der grauen Substanz maskieren kann. Bezüglich der histochemischen Befunde muss davon ausgegangen werden, dass Filipin-Fluoreszenzmikroskopie der herkömmlichen Schultz-Methode zur Darstellung von Cholesterin an Sensitivität überlegen ist.

Die in dieser Studie vorgefundene Verteilung intrazellulärer Cholesterinakkumulationen stimmt mit der vorbeschriebenen [25,48,61,100] von Speicherneuronen weit gehend überein (Tab.5): Die von der Speicherung am stärksten betroffenen Regionen scheinen Entorhinaler Kortex, Thalamus und Hypothalamus zu sein, die Speicherung in der Hippokampalen Formation scheint großen interindividuellen Schwankungen zu unterliegen. Der hier beobachtete Fall (N5) einer stärkeren Speicherung in CA2 und Subiku[Seite 40↓]lum als in CA1 findet sich in der Literatur [100] wieder. Demgegenüber ist ein konstanter Befund, dass die Speicherung im Entorhinalen Kortex ausgeprägter als in den Feldern CA1-CA4 ist. Basalganglien, Basales Vorderhirn, Substantia nigra, Hirnnervenkerne und Ncl. ruber sind regelmäßig von der Speicherung betroffen. Im Kleinhirn finden sich in dieser Studie keine Cholesterinakkumulationen, obwohl hier regelmäßig Speicherneurone beschrieben wurden [25,48,61,100] und im Mausmodell zahlreiche Filipin-positive Granula nachweisbar waren [92,111,114]. Allerdings wurde der Kleinhirnbefund bereits als sehr variabel beschrieben [61].

Neurone, in denen Cholesterinakkumulationen auftreten, sind groß und stoffwechselaktiv und dürften zur Aufrechterhaltung ihres ausgeprägten Dendritenbaums und langen, myelinisierten Axons einen relativ hohen Cholesterinbedarf haben. Es ist daher plausibel, dass diese Neurone in besonderem Maße Cholesterin endozytieren, es auf Grund des NPC-Stoffwechseleffektes aber anreichern. Diese Anreicherungen würden dann im Filipin-Bild als die beobachteten Akkumulationen in großen Neuronen erscheinen.

6.2 Assoziation der Cholesterinspeicherung mit neurofibrillärer Degeneration im Niemann-Pick Typ C-Hirn

In 21 NPC-Patienten zwischen 10 und 62 Jahren [3,48,62,100,diese Studie] wurden NFT nachgewiesen. Ihr Vorkommen wurde als ‘abundant’ [3,48] oder ‘many’, ‘numerous’ [62,100] beschrieben. Dies dürfte einer numerischen Dichte an Tangles entsprechen, wie sie sonst erst im 7. Lebensjahrzehnt bei AD erreicht wird. In diesen 4 Studien [3,48,62,100], wobei in einer [100] 3 weitere Einzelfälle zitiert sind, wurden bei allen NPC-Patienten NFT gefunden. In den von mir untersuchten 5 Fällen wiesen 2 keine NFT auf, aber hierbei handelte es sich jeweils um sehr kleine Gewebeteile - Rückenmark und motorische Rinde - in denen auch bei AD selten NFT gefunden werden [107, S.176-178]. Es spricht also vieles dafür, dass NFT, zumindest bei älteren Patienten, ein regelmäßiger Befund bei NPC sind. Diese Assoziation begründet kein Kausalverhältnis. Ein ursächlicher Zusammenhang zwischen funktionsuntüchtigem NPC1-Protein und Entstehung von NFT wird jedoch durch die Beobachtung von NFT in zwei 52- bzw. 54-jährigen Patienten mit Deletionen im Genbereich 18q11-21 (18q-Syndrom) nahe gelegt [Seite 41↓][39]. Der Genlocus von NPC1liegt bei 18q11 [14]. Ob bei 18q-Syndrom auch intrazelluläre Cholesterinspeicherung auftritt, ist nicht bekannt.

Die vorgefundene Verteilung der NFT deckt sich weit gehend mit Literaturangaben (Tab.5). Auftreten von NFT in Basalganglien, Thalamus und Mittelhirn scheint für NPC sehr charakteristisch, für AD eher ungewöhnlich zu sein [11;107, S.176-178]. Der bevorzugte Befall limbischer Strukturen ist ein Charakteristikum, das beide Erkrankungen teilen. NFT im Bereich der Substantia perforata anterior bei NPC weisen darauf hin, dass ihnen möglicherweise auch der Befall olfaktorischer Rindenbereiche gemeinsam sein könnte (Tab.4): bei AD ist der Bulbus olfactorius eines der von der neurofibrillären Pathologie zuerst betroffenen Gebiete[81]. Ein bevorzugtes Auftreten von NFT in granulären gegenüber agranulären Isokortexbereichen spricht für einen bevorzugten Befall von Assoziationsfeldern, wie er auch für AD charakteristisch ist [11,84].

Das Muster der Cholesterinspeicherung und der NFT kann auch die klinischen Symptome erklären. Es ist denkbar, dass abgesehen von der Assoziation hippokampal-entorhinaler Läsionen in Fällen N2 und N5 und amygdalärer Läsionen in Fall N2 mit Gedächtnisstörungen [57, S.436-438] Schluckstörungen in Fall N2 auf einen Befall des rostralen Ncl. ambiguus [57, S. 34-37] und supranukleäre vertikale Blicklähmungen in den Fällen N1 und N2 auf Schädigungen im Bereich des Tegmentum mesencephali dorsalis [45] zurückzuführen sind. Läsionen im Bereich der Basalganglien, Substantia nigra, Ncl. ruber und der ventralen Thalamuskerne in den Fällen N1 und N2 könnten mit Störungen der Extrapyramidalmotorik im Sinne einer Dystonie assoziiert sein [57, S.50-51].

Die Assoziation der NFT mit Speicherneuronen im NPC-Hirn wurde bereits sowohl auf regionaler als auch auf zellulärer Ebene beschrieben [48,61,100].In der vorliegenden Studie weisen Regionen mit Cholesterinspeicherung in der Regel NFT auf, solche ohne nennenswerte Akkumulationen, wie die agranulären Isokortexbereiche, sind ohne neurofibrilläre Veränderungen.

Eine Ausnahme stellt offensichtlich der Ncl. n. oculomotorii dar, dessen Neurone sehr ausgeprägte Akkumulationen zeigen, obwohl NFT so gut wie nie auftreten [100, diese Studie]. Möglicherweise spielt hier eine zellspezifische Tau-Isoformexpression eine Rolle:Untersuchungen an Ratten zeigten, dass Neurone, die aus dem Zentralen Nervensystem herausprojizieren, wie etwa die des Ncl. n. oculomotorii oder auch der [Seite 42↓]agranulären, primär-motorischen Rinde, das Exon 4a exprimieren [30] - Neurone dieser Regionen weisen praktisch nie NFT auf [11,61].

Die Beobachtung intraneuronaler Cholesterinakkumulationen im AD-Hirn beschränkt sich auf einen Fall (A2), so dass es sich um einen Einzelbefund handeln könnte. Die granuläre Morphologie dieser Akkumulationen ist mit der in NPC-Hirnen vergleichbar (Abb.8 und 10). Unabhängig vom Fehlen solcher massiver granulärer Cholesterinakkumulationen haben bei AD die Tangle-tragenden Neurone höhere Cholesterinspiegel als benachbarte Tangle-freie Neurone. Interessant ist hierbei, dass bei NPC eine etwa dreimal stärkere Cholesterinanreicherung vorkommt als bei AD, und zwar in einem Lebensalter, in dem bereits so viele NFT vorhanden sind wie bei etwa dreimal älteren AD-Fällen.


Der Bestimmung der zeitlichen Sequenz des Auftretens beider Phänomene (Cholesterinakkumulation und NFT) hat zu berücksichtigen, dass Tangle-tragende Neurone eine Untergruppe der Neurone mit Akkumulationen darstellen. Unter der plausiblen Annahme, dass beide Veränderungen irreversibel sind, kann daraus geschlossen werden, dass eine bestimmte Neuronenpopulation zuerst Akkumulationen und dann NFT entwickelt, da man sonst auch Tangle-tragende Neurone ohne Akkumulationen beobachten müsste. Gestützt wird die Annahme, dass die Cholesterinspeicherung vor der Tangle-Bildung auftritt, durch die Beobachtung von Cholesterinanreicherungen zu einem Zeitpunkt (3,5 bzw. 10,5 Jahre [114]), zu dem bisher keine NFT beobachtet wurden. Diese zeitliche Sequenz könnte einer pathogenetischen entsprechen - die Anreicherung von Cholesterin und anderen Lipiden (freie Fettsäuren, Ganglioside etc.) trägt zur Tangle-Bildung bei - oder sie könnte bedeuten, dass bei einem beiden Phänomenen zu Grunde liegenden Defekt, nämlich dem Funktionsverlust des NPC1-Proteins, die Tangle-Bildung längere Zeit benötigt als die Ausbildung der Speicherung.

Zwei hypothetische Zusammenhänge zwischen einem NPC-Defekt und der Ausbildung von NFT sollen angeführt werden, sowie eine Hypothese, wie Cholesterinanreicherung selbst zur Tangle-Bildung beitragen könnte (Abb.13b):

(1) Defektes NPC1-Protein führt zur Anreicherung freier Fettsäuren im Zytosol, so dass die räumliche Voraussetzung für eine direkte Interaktion von Tau und freien Fettsäuren gegeben sind: NPC1-Protein kann als Permease fungieren: Expression des Proteins in [Seite 43↓]Escherichia coli führte zur Anreicherung von Ölsäure im Zytosol, die Sequenz des Proteins zeigt Homologie zu prokaryotischen resistance-nodulation-division (RND)-Permeasen [19]. Die physiologische Bedeutung der Fettsäuretransportfunktion des Proteins in der Säugerzelle ist nicht bekannt. Interessant ist dieser Befund hinsichtlich der Fähigkeit von freien Fettsäuren (FFS), zumindest in vitro die Aggregation von Tau zu Filamenten zu beschleunigen - die so in vitro geschaffenen Filamente weisen allerdings nicht die für PHF typische Helizität auf [108].

(2) Der NPC-Defekt führt zu Auflösung von Rafts, dadurch wird die Signaltransduktion in einer Weise beeinflusst, dass Tau phosphoryliert wird: Eine humane Zellkulturstudie zeigte, dass endozytiertes Cholesterin in NPC-Zellen stärker mit Rafts assoziiert ist als in Kontrollzellen, dass dieses Raft-assoziierte Cholesterin aber nicht in dem Maße wieder an der Zelloberfläche erscheint, wie das in Kontrollzellen der Fall ist [63]. Diese Ergebnisse können so interpretiert werden, dass Raft-Aufbau und -Transport bei NPC-Zellen gestört sind. Rafts sind mit Cholesterin und Sphingolipiden angereicherte Membrandomänen, die wichtige Funktionen in der Signaltransduktion übernehmen [96]. Auch Befunde an Striatumneuronen des Mausmodells weisen darauf hin, dass die Raft-vermittelte Signaltransduktion bei NPC gestört sein könnte: die Aktivierung des Raft-ständigen Rezeptors TrkB durch dessen Liganden brain-derived neurotrophic factor (BDNF) blieb im NPC-Hirn aus, während er in Kontrollzellen auf normale Weise erfolgte [44]. Löst man in T-Lymphozyten experimentell Rafts durch Cholesterinentzug mit einem externen Cholesterinakzeptor (Methyl-b-Zyklodextrin) auf, so wird der MAPK (Mitogen-aktivierte Kinasen)-Weg, messbar durch die Tyrosin-Phosphorylierung verschiedener MAPK-abhängiger Proteine und die Bindung von ras an Raf, aktiviert [52]. Tatsächlich wurden in Hirnhomogenaten des NPC-Mausmodells erhöhte Spiegel der phosphorylierten (aktivierten) Formen der Tau-gerichteten MAPK gemessen [92]. Ein Weg, wie defektes NPC1-Protein über Störung der Raft-Funktion zur Tau-Phosphorylierung und möglicherweise zur Tangle-Bildung führen könnte, ist also denkbar, allerdings beeinflusst die Tau-Phosphorylierung durch MAPK nicht die Tau-Mikrotubuli-Bindung [66]. Die Loslösung von Tau von den Mikrotubuli wird aber als ein früher Schritt in der Tangle-Entstehung angesehen [28].


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Abb. 14 : Hypothetische Mechanismen, die in Niemann-Pick Typ C- (b) und Alzheimer-Neuronen (c) bei der Entstehung der neurofibrillären Degeneration und der Cholesterinanreicherung wirksam sein könnten.

a: zum Vergleich die Verhältnisse in einer normalen Zelle. b: (1) defektes NPC1-Protein führt zur Anreicherung von freien Fettsäuren im Zytosol, diese führen zur Tau-Aggregation; (2) defektes NPC1-Protein führt zu Auflösung von Rafts, dadurch wird die Signaltransduktion in einer Weise beeinflusst, dass Tau phosphoryliert wird; (3) Cholesterinanreicherung an sich führt zu oxidativem Stress, der die Dimerisierung von Tau erleichtert; c: (1) regenerative Vorgänge führen zu einer Aktivierung des Zellzyklus, zur Hyperphosphorylierung von Tau und zu erhöhter Aufnahme von Cholesterin; (2) Störung der Raft-Funktion führt zu geänderter Signaltransduktion, dadurch wird diese in einer Weise beeinflusst, dass Tau phosphoryliert wird; (3) erhöhtes Cholesterin unterhält ein nachteiliges oxidatives Milieu

(3) Cholesterinanreicherung an sich führt zu oxidativem Stress, der die Dimerisierung von Tau befördert: Autoxidation von Cholesterinliposomen erzeugt Oxycholesterine, v.a. 7-Ketocholesterin (7KCh), durch Gamma-Bestrahlung beschleunigte „Autoxidation“ führt darüberhinaus zur Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) [94]. 7KCh ist als zytotoxisches Agens bekannt, es induziert Apoptose in einer mesenchymalen Zelllinie unter Entstehung von ROS [60]. ROS oxidieren vielfach ungesättigte Fettsäuren zum hochtoxischen 4-Hydroxy-2-Nonenal [67], welches die Aggregation von hyperphosphoryliertem Tau zu Filamenten unterstützt ([85], s. auch oben, Punkt (1)). Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass eine Apoptose vermutlich zu schnell von statten geht, als dass ein Tangle entstehen könnte. Als Schutzfaktor gegen Apoptose durch oxidativen Stress kommt in diesem Zusammenhang in erster Linie Glutathion in Frage, welches die 7KCh-induzierte Apoptose abzuwenden vermag [60] und 4-Hydroxy-2-Nonenal detoxifiziert [67]. Der Ansatzpunkt oxidativer Mechanismen bei der Tangle-Entstehung liegt wahrscheinlich bei der Disulfidbrückenbildung zwischen zwei Tau-Molekülen, der Dimerisierung [28].

Bei diesen Überlegungen darf die intrazelluläre Topologie nicht außer Acht gelassen werden. Sollten oxidative Prozesse bei der Tangle-Entstehung tatsächlich eine Rolle spielen, so müsste gesichert sein, dass die oxidativ wirksamen Moleküle wie 7KCh, 4-Hydroxy-2-Nonenal und ROS tatsächlich an ihren zytoplasmatischen Wirkungsort, das Tau-Molekül, gelangen und nicht etwa im Lysosom kompartimentalisiert bleiben. Hierzu liegen für NPC noch keine Daten vor.


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6.3  Cholesterinanreicherung und neurofibrilläre Tangles in Alzheimer-Neuronen - drei spekulative Mechanismen


Da sich bei AD die Beobachtung von massiven, granulären Cholesterinakkumulationen auf einen Ausnahmefall (A2) beschränkte und Tangle-tragende Neurone nicht als Untergruppe der Neurone mit Akkumulationen angesprochen werden können, kann nicht wie bei NPC der Schluss gezogen werden, dass die Cholesterinanreicherung der Tangle-Bildung vorausgeht. Da bei AD zumindest ein vollständiger Funktionsausfall des NPC1-Proteins außerdem offensichtlich fehlt, müssen bei AD andere Faktoren zur Pathogenese der NFT beitragen. Einbeziehung hier relevanter Befunde zur Pathogenese der neurofibrillären Degeneration, die an AD-Hirnen [2,15,16,29,31,74,85,90,111], Liquor von AD-Patienten [83], organotypischen Ratten-Slicekulturen [87], Maushirnen [1], Maus- [44] und Ratten-Neuronenkulturen [76,70,10], anderen Zellen [50,52,54,55,60] und in in vitro-Versuchen [7,94] erhoben wurden, führt zu einem komplexen Bild (Abb.13c).

Im Folgenden wird zunächst ein Mechanismus vorgestellt, der sowohl zu Tangle-Bildung als auch zu Cholesterinanreicherung führen könnte, dann wird in Anlehnung an das zu NPC Gesagte (s. 6.2., Punkte (2) und (3)) aufgezeigt, wie Cholesterinanreicherung die Tangle-Bildung auch bei AD unterstützen könnte.

(1) Regenerative Vorgänge führen zu einer Aktivierung des Zellzyklus, zur Hyperphosphorylierung von Tau und zu erhöhter Aufnahme von Cholesterin: Neurone, die von NFT befallen werden, sind auch die, die sich durch besondere Regenerationsfähigkeit im adulten Gehirn auszeichnen [2]. Tangle-tragende Neurone des Hippokampus weisen - zumindest in frühen Stadien der Erkrankung - einen ausgeprägteren Dendritenbaum auf als Tangle-freie Neurone [31]. Regenerative Vorgänge, so eine Hypothese von Nagy, Esiri und Smith [76], sollen auch in der Vorphase der Tangle-Entstehung über eine Stimulation durch Wachstumsfaktoren zu einer Aktivierung des Zellzyklus führen, wodurch das Neuron wieder in den Zyklus eintritt und sogar bis in Phase G2 fortschreitet [76]. Tatsächlich zeigen AT8-immunopositive, aber noch keinen Tangle tragende Pyramidenzellen des Hippokampus von AD-Patienten Immunreaktivität gegen Zyklin B [74], ein Molekül des aktivierten Zellzyklus, das in postmitotischen Neuronen eigentlich nicht nachweisbar sein sollte. Eine Übersicht über den Nachweis weiterer Zellzyklus-assoziierter Moleküle in Tangle-tragenden Neuronen findet sich bei den ge[Seite 47↓]nannten Autoren [76]. Neurone, die die S-Phase passiert haben, sollten einen doppelten Chromosomensatz aufweisen. Tatsächlich konnte durch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung eine Verdoppelung der Chromosomenmenge in 4% hippokampaler Pyramidenzellen von AD-Patienten nachgewiesen werden, während der gleiche Test für Kontrollhippokampi negativ ausfiel [111].

In der Zellzyklusphase G2, in der sich eine Zelle auf die Zellteilung vorbereitet, die im postmitotischen Neuron gleichwohl offensichtlich nicht zur Durchführung kommen kann [111], könnte Tau im Rahmen der Mikrotubuli-Depolymerisierung hyperphosphoryliert werden: Menschliche Neuroblastomzellen, die durch Nocodazol in der Mitose festgehalten werden, zeigen Tau-Phosphorylierungsmuster, die denen in AD-Gewebe entsprechen [50]. Durch Überexpression des Aktivators p25 der Zyklin-abhängigen Kinase cdk5 in Mäusehirnen ist es darüberhinaus gelungen, Hyperphosphorylierung von Tau zu induzieren, die durch AT8-Immunhistochemie detektiert werden kann [1]. Allerdings ist die Funktion von cdk5 innerhalb des Zellzyklus noch nicht geklärt [37].

Regenerative Vorgänge im zentralen Nervensystem sind nach einer Hypothese von Poirier [87] andererseits für vermehrte zelluläre Cholesterinaufnahme verantwortlich. Als Modell für diese Vorgänge werden organotypischen Slice-Kulturen von Ratten verwendet, bei denen der Hippokampus durch entorhinale Läsion deafferentiert ist [87]. Poirier [86] fasst den hypothetischen Ablauf der Reinnervierung des Hippokampus einschließlich der reaktiven Synaptogenese folgendermaßen zusammen: Astrozyten nehmen Membranen degenerierender Nervenfortsätze auf und synthetisieren und sezernieren Lipoproteine, die Cholesterin und ApoE enthalten; regenerierende Neurone nehmen diese Partikel auf und verwenden das endozytierte Cholesterin zum Membranaufbau und zur Synaptogenese. In ähnlicher Weise sollen vorgeschädigte Neurone im AD-Hirn in einem regenerativen Prozess vermehrt Cholesterin in lipoproteinähnlichen, mit ApoE versehenen Partikeln aufnehmen. Dieses Konzept erfuhr unlängst durch den Nachweis der Cholesterin- und ApoE-induzierten Synaptogenese in Ratten-Zellkulturen eine wesentliche Bestätigung [70]. Im Einklang mit vermehrter Cholesterinaufnahme vulnerabler Neurone stehen Befunde, die eine Größenzunahme von Endosomen und Lysosomen in Neuronen in frühen Stadien der Erkrankung zeigen [15]; in Pyramidenzellen von Regionen, die später bevorzugt NFT aufweisen, tritt diese Größenzunahme am frühesten auf [16].


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(2) Störung der Raft-Funktion führt zu geänderter Signaltransduktion, dadurch wird diese in einer Weise beeinflusst, dass Tau phosphoryliert wird: Vor dem Hintergrund des NPC und AD gemeinsamen Befundes NFT regten Hinweise auf Raft-Dysfunktion bei NPC [44,63,92] bereits Sawamura und Mitarbeiter [92] und Lynch und Mobley [65] dazu an, die Raft-assoziierte Signaltransduktion auch bei AD mit der Tangle-Entstehung in Zusammenhang zu bringen. Befunde an Rattenneuronen, die zeigen, dass Cholesterin-ApoE3-Partikel das Aussprossen von Neuriten fördern, Cholesterin-ApoE4-Partikel dieses aber hemmen [77], ließen Lynch und Mobley hypothetisieren, dass ApoE4 weniger effektiv als ApoE3 Cholesterin in die intrazellulären Transportwege des Neurons einschleust und in der Folge der Aufbau funktionsfähiger Rafts in Individuen mit ApoEe4-Allel gestört ist [65].

In unserem Zusammenhang ist wiederum von Bedeutung, dass experimentelle Raft-Auflösung den MAPK-Weg zu aktivieren vermag ([52], s.6.2., Punkt (2)). Vereinbar mit dem hier erhobenen Befund erhöhten Cholesterins in Tangle-tragenden Neuronen wäre ein Mechanismus, der darin besteht, dass bei AD, ähnlich wie bei NPC und wie auch von Lynch und Mobley vermutet [65], der Rücktransport endozytierten Cholesterins zur Plasmamembran gestört ist, dadurch der Aufbau funktionsfähiger Rafts unterbleibt und über eine Aktivierung des MAPK-Weges Tau phosphoryliert wird. Für eine Aktivierung dieses Weges in AD spricht die frühe Expressionssteigerung von ras [29].

(3) Erhöhtes Cholesterin unterhält ein nachteiliges oxidatives Milieu: 4-Hydroxy-2-Nonenal und andere Marker für oxidativen Stress sind in Tangle-tragenden Neuronen erhöht [67]. ROS könnten einerseits, wie oben (s. 6.2., Punkt (3)) ausgeführt, über Cholesterinautoxidation und Bildung von 7KCh entstehen [94] - 7KCh wirkt selbst proapoptotisch [60] - andererseits auch über das durch CYP46 im Endoplasmatischen Retikulum gebildete 24OHCh [62]. 24OHCh-Inkubation von humanen Neuroblastomzellen führt zur Bildung von ROS und zur Apoptose [54,55]. Es ist im Liquor in frühen Demenzstadien erhöht, und zwar in Abhängigkeit von der Zahl der ApoEe4-Allele [83].

Wenn Tangle-tragende Neurone verstärkt cholesterininduziertem oxidativen Stress ausgesetzt sind, warum sterben sie dann nicht in der Apoptose? Tatsächlich zeigen Tangle-tragende Neurone Immunoreaktivität gegen in frühen Stadien der Apoptose aktivierte Caspasen [90], allerdings findet sich keine Immunoreaktivität gegen Caspasen der späten Apoptose [90] und Protein Bax, einem weiteren Marker der fortgeschrittenen [Seite 49↓]Apoptose [76]. Dies gab zur Vermutung Anlass, dass Tangle-tragende Neurone die Fähigkeit haben, die begonnene Apoptose abzuwenden [76,90], was Raina und Mitarbeiter als ‘abortosis’ bezeichneten [90].

Zur Abwehr der drohenden, oxidativ induzierten Apoptose könnten auch Estrogene (Estron und 17b-Estradiol) beitragen, die antioxidativ und zytoprotektiv wirken: sie reduzieren die Lipidperoxidation in primären Ratten-Neuronenkulturen und humanen Hirnhomogenaten [10], Gabe von 17b-Estradiol verhindert 24OHCh-induzierte Apoptose von Neuroblastomzellen [54]. In Einklang mit einer Rolle oxidativer Mechanismen in der Tangle-Entstehung sind die hier vorliegenden Daten zu einer stärkeren Assoziation neuronaler Cholesterinanreicherung mit der Anwesenheit eines NFT bei Frauen gegenüber Männern (s. 5.2., Tab.8), insofern ein Mangel an Estrogenen im Hirn von postmenopausalen Frauen eine Verstärkung oxidativer Mechanismen in der Tangle-Bildung nach sich ziehen könnte.

6.4 Assoziation von Cholesterinakkumulationen mit neuritischen Plaques im Alzheimer-Hirn


Der Befund einer Assoziation zwischen Senilen Plaques und Filipin-positiven Cholesterinakkumulationen (Abb.8) wurde von einer anderen Arbeitsgruppe unabhängig und zeitgleich erhoben [72]. Die Autoren stützten ihn mit einer auf Cholesterin-Oxidase basierenden Fluoreszenzhistochemie. Sie nehmen an, dass Ab-Amyloid auf Grund seiner Bindungsfähigkeit für Cholesterin für die Ablagerungen verantwortlich zu machen ist. So zeigt eine von ihnen durchgeführte quantitative Analyse, dass die Akkumulationen nur mit reifen SP, nicht mit unreifen oder diffusen, assoziiert sind. Alle Arten von Plaques enthalten Ab-Peptide, aber nur reife enthalten Ab-Amyloid [69]. Reife Plaques enthalten im Gegensatz zu diffusen auch dystrophische Neuriten, die Tau-Aggregate enthalten und u.a. aus angeschwollenen Dendriten und präsynaptischen Endigungen bestehen [89]. Insofern sind die hier vorliegenden Befunde auch mit der Vorstellung vereinbar, dass die Cholesterinablagerung mit der Bildung dystrophischer Neurite in SP in Zusammenhang stehe.


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19.11.2003