Mitochondriale Dysfunktion als Ursache und Folge der Alzheimer Demenz

Aß spielt im Krankheitsgeschehen der AD eine zentrale Rolle, es zeigt neurotoxisches Potential und wird deshalb auch direkt mit der Neurodegeneration in Zusammenhang gebracht. Vermittelt werden die Effekte mitochondrial über den intrinsischen Apoptoseweg. Jedoch kann basierend auf den vorliegenden Daten behauptet werden, dass altersbedingte Veränderungen der mitochondrialen Funktion überhaupt erst zur Bildung von Aß führen und Aß durch die intrazelluläre Kumulation über Jahre sein toxisches Potential entwickelt. Im Einzelnen zeigen Komplex I-Defiziente Mäuse erhöhte Aß-Spiegel im Gehirn. Desweiteren führt die Hemmung der Atmungskettenkomplexe I und III mit Rotenon oder Antimycin in den untersuchten HEK-Zellen zu erhöhter Superoxidanionradikal-Produktion und ist, wie auch die Erzeugung von oxidativem Stress mit H2O2 oder nitrosativem Stress mit SNP, von einem Anstieg der Aß-Produktion begleitet. Daraus geht hervor, dass die Aß-Produktion durch eine mitochondriale Fehlfunktion ROS-vermittelt induziert werden kann. Eine Senkung der ROS-Spiegel durch Ascorbinsäure reduziert die Aß-Produktion und belegt den Zusammenhang zwischen Aß- und ROS-Bildung. Die ROS-Abnahme ist zugleich mit einer verringerten BACE1-Aktivität assoziiert. Für dieses Enzym konnte vielfach eine ROS-vermittelte Aktivierung nachgewiesen werden. Aß selbst generiert ROS und induziert darüber seine eigene Bildung. Weiterhin beeinträchtigt Aß die mitochondriale Funktion. In HEK APPwt und APPsw sind morphologische und funktionelle Parameter dieser Organellen verändert. Die chronische Behandlung von HEK-293-Zellen bestätigt den Aß-Einfluss auf die mitochondriale Funktion und Morphologie. Mitochondrien scheinen ein direktes Target von Aß zu sein. So sind Kolokalisationen zwischen den Organellen und den Aß-Peptid-Aggregaten nachweisbar. Durch die Aß-bedingte mitochondriale Fehlfunktion können wiederum ROS entstehen und die Aß-Bildung und Kumulation fördern. Zwischen ROS und Aß entsteht ein Teufelskreislauf, der die zelluläre Funktion stört und in Apoptose und Nekrose mündet. Wie im HEK-Zellmodell lassen sich auch in der Peripherie von AD-Patienten Hinweise auf eine mitochondriale Fehlfunktion finden. So zeigen Lymphozyten von MCI- und AD-Patienten besondere Auffälligkeiten in basalen mitochondrialen Parametern, wie dem Membranpotential, der ROS-Produktion, der NAD(P)H-abhängigen Redoxenzymaktivität und der Apoptoserate. Im Einzelnen scheint der Komplex III betroffen zu sein, da sich nach Hemmung mit Antimycin besonders viele Unterschiede zwischen MCI- bzw. AD-Patienten und nichtdementen alten Kontrollen herauskristallisieren. Als Biomarker sind die Befunde derzeit nicht anzuwenden, da sie noch zu wenig spezifisch sind. Hier müssen weitere Untersuchungen folgen