Laut einer neuen Studie kann Melatonin, ein Hormon, das den Schlaf- und Wachrhythmus reguliert, helfen, neurologische Erkrankungen zu verhindern, indem es die Blut-Hirn-Schranke (BHS) intakt hält. Viele Formen von neurologischen Erkrankungen, einschließlich Alzheimer und andere Zustände, die Senioren betreffen, beginnen mit einer Schädigung der BHS. Außerdem haben Forscher bei älteren Erwachsenen niedrigere Melatoninspiegel beobachtet. Die Korrelation zwischen Melatonin und neurologischen Erkrankungen könnte Forschern dabei helfen, häufige Erkrankungen wie Alzheimer, ALS, Schlaganfall und traumatische Hirnverletzungen zu verhindern oder zu behandeln.
Was ist die Blut-Hirn-Schranke?
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine halbdurchlässige Barriere um Gehirn und Rückenmark, die nur bestimmte Substanzen durchlässt. Die BHS besteht aus Endothelzellen, die auch in Kapillaren in anderen Teilen des Körpers zu finden sind, aber die Zellen in der Blut-Hirn-Schranke sind sehr spezialisiert und dicht gepackt. Die BHS dient dem Schutz des Gehirns, kann aber bei der Behandlung von Hirnerkrankungen zu Problemen führen, da Medikamente die Schranke normalerweise nicht überwinden können.
Untersuchungen haben ergeben, dass verschiedene Reize auf die BHS eine Störung verursachen können, die zu neurologischen Erkrankungen führen. Bei Menschen, die bestimmte Hirnverletzungen oder neurologische Erkrankungen haben, funktioniert diese Barriere nicht so wie sie sollte, und lässt Krankheitserreger und gefährliche Moleküle in das Gehirn eindringen.
Neurologische Erkrankungen und die Blut-Hirn-Schranke
Eine Störung oder Schädigung der BHS ist maßgeblich an Zellschäden bei neurologischen Erkrankungen beteiligt. Frühere Forschungen haben ergeben, dass viele neurologische Krankheiten gemeinsame Defekte in der Blut-Hirn-Schranke haben, darunter Epilepsie, Schlaganfall, Multiple Sklerose, ALS und traumatische Hirnverletzungen. Obwohl alle diese Erkrankungen das zentrale Nervensystem auf unterschiedliche Weise beeinträchtigen, hat eine in der Federation of American Societies for Experimental Biology veröffentlichte Studie herausgefunden, dass sie ähnliche Defekte aufweisen, die auf eine Reihe von Genen zurückgeführt werden können.
Das Forscherteam stellte fest, dass bei diesen Erkrankungen die Fehlfunktion in der BHS maßgeblich zu den Symptomen und dem Fortschreiten der Erkrankung beiträgt.
Melatonin und neurologische Erkrankungen: Was ist die Korrelation?
Eine in Frontiers in Aging Neuroscience veröffentlichte neue Studie zielte darauf ab, eine Behandlung zur Aufrechterhaltung der Intaktheit der Blut-Hirn-Schranke zu identifizieren, um möglicherweise neurologische Erkrankungen zu verhindern.
Eine der häufigsten Formen von Stress für die BHS bei älteren Menschen ist die Sepsis, eine systemische Entzündungsreaktion auf eine Infektion, die neurologische Probleme verursachen kann. Bei der Sepsis wird auch Lipopolysaccharid (LPS) ins Blut freigesetzt, das die Intaktheit der Blut-Hirn-Schranke schädigt. LPS kann eine Neuroinflammation und eine Unterbrechung der BHS verursachen.
Es wurde festgestellt, dass es die Durchlässigkeit der BHS in vitro erhöht. Zudem wurde entdeckt, dass Melatonin die Intaktheit der Blut-Hirn-Schranke in vielerlei Hinsicht bewahrt, einschließlich der Hemmung von MMP-9 und NADPH-Oxidase-2. Außerdem wurde nachgewiesen, dass es die durch LPS verursachte Schädigung der BHS bei älteren Mäusen durch die Aktivierung der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) und die Hemmung von gp91phox mildert. Melatonin kann auch helfen, Organe vor Schäden durch Sepsis zu schützen.
Es scheint, dass niedrige Melatoninspiegel bei älteren Mäusen (und Menschen) zur Störung der BHS angesichts von Reizen wie Sepsis beitragen können. In einer Studie, die im Journal of Pineal Research veröffentlicht wurde, konnten die Wissenschaftler aufzeigen, dass eine kurze einwöchige Behandlung mit Melatonin in der Lage war, LPS-induzierte Schäden an der Blut-Hirn-Schranke deutlich zu reduzieren.
Dies veranlasste die Forscher zu der Annahme, dass die Ergänzung mit Melatonin das Risiko neurologischer Erkrankungen bei Senioren verringern könnte, indem die Intaktheit der Blut-Hirn-Schranke aufrechterhalten wird und gleichzeitig eine häufigere Verwendung im medizinischen Bereich aufgrund der geringen Toxizität und der hohen Wirksamkeit von Melatonin gefördert wird.
Frühere Studien über Melatonin und die Gehirngesundheit
Die Fähigkeit von Melatonin, LPS-induzierte BHS-Schäden zu behandeln, ist spannend, aber dies ist nur die jüngste Entdeckung über die Funktion von Melatonin im Gehirn. Melatonin wurde einst als wenig mehr als ein Schlafmittel für gelegentliche Schlaflosigkeit angesehen, aber eine Reihe neuerer Studien hat herausgefunden, dass es möglicherweise die kognitiven Funktionen verbessern und die durch eine Hirnverletzung verursachte Traumen verringern kann.
Eine Studie im Journal of Pineal Research veröffentlichte Studie fand heraus, dass Melatonin einen Schutz gegen irreversible Hirnschäden bieten kann, die durch ein Trauma oder einen Schlaganfall verursacht werden. Die Forscher stellten fest, dass eine 30-tägige Behandlung mit Melatonin 24 Stunden nach einem induzierten Schlaganfall bei Mäusen das Überleben der Gehirnzellen und die Genesung von verletzten Zellen verbesserte. Die Mäuse, die nach einem Schlaganfall mit Melatonin behandelt wurden, hatten auch eine bessere Langzeitprognose in Bezug auf Koordination und Motorik, zwei Bereiche, die beim Menschen häufig von Schlaganfällen betroffen sind.
Eine andere wichtige Forschung belegte, dass Melatonin günstige Auswirkungen auf den Stoffwechsel von Amyloid-beta-Proteinen hat, dem Markenzeichen der Alzheimer-Krankheit. Die Wissenschaftler entdeckten, dass nach der Verabreichung niedriger Dosen von Melatonin für 10 Tage, es die Kognition verbesserte und die Werte dieser Entzündungsproteine im Gehirn der Tiere reduzierte.
Mehrere andere Gruppen haben den gleichen positiven Effekt in experimentellen Modellen der Alzheimer-Krankheit gezeigt, um die kognitive Funktion, die Hemmung der Beta-Amyloid-Ablagerungen und die Reduzierung der antioxidativen Schädigung zu verbessern.