Zusammenfassung
Eisen ist ein essentielles Spurenelement für eine Vielzahl von Stoffwechselreaktionen
des Körpers. Auch im Gehirn ist es von besonderer Bedeutung. Die Aufnahme über die
Blut-Hirn-Schranke und die Verteilung und Speicherung im Gehirn ist ein streng regulierter
Prozess, damit neurotoxische Effekte des Eisens verhindert werden. Im alternden Gehirn
geht vermehrte Eisenspeicherung in Kortex und Basalganglien mit Einschränkungen der
kognitiven und motorischen Fähigkeiten einher. Man geht außerdem davon aus, dass Eisen
zu neurodegenerativen Erkrankungen des Alters wie Morbus Parkinson und Morbus Alzheimer
beiträgt. Vermehrte Eisenablagerung findet sich beim Morbus Parkinson in der Substantia
nigra, wo dopaminerge Neurone untergehen. Eisen fördert außerdem die α-Synuclein-Aggregation
in Lewy-Körperchen und sorgt für Bildung toxischer Hydroxylradikale. Beim Morbus Alzheimer
ist Eisen an der Bildung von β-Amyloid-Plaques und Neurofibrillen-Bündeln beteiligt.
Eine verminderte Ferroxidase-Aktivität des Amyloid-Vorläuferproteins trägt zu erhöhter
zerebraler Eisenakkumulation bei. Die Liquor-Ferritinspiegel bei Trägern des Alzheimer-Risikoallels
ApoE4 sind erhöht. Klinisch sind die Eisenspiegel in Basalganglien und Hippocampi negativ
mit kognitiven Leistungen assoziiert. Gleichzeitig sind erhöhte Liquor-Ferritinspiegel
mit früherem Krankheitsbeginn assoziiert. Schließlich betont die pathologische zerebrale
Eisenakkumulation bei allen Subformen der Neurodegeneration mit Eisenablagerung (neurodegeneration with brain iron accumulation, NBIA) die Bedeutung des Eisens für neurodegenerative Erkrankungen.
Abstract
Iron as an essential trace element is a major contributor to many metabolic pathways
in the body and the brain. The transfer of iron through the blood-brain barrier and
the distribution and storage in the brain is tightly regulated in order to prevent
neurotoxicity. Increased iron levels in the ageing brain in cortex and basal ganglia
lead to impaired cognitive and motor functions. Moreover, iron contributes to neurodegenerative
diseases in the elderly such as Parkinson’s and Alzheimer’s disease. Increased iron
deposition in Parkinson’s disease can be found in the substantia nigra where substantial
neuronal loss occurs. Iron also promotes aggregation of α-synuclein in Lewy bodies
and production of toxic hydroxyl radicals. In Alzheimer’s disease, iron participates
in the generation of β-amyloid plaques and neurofibrillary tangles. Vice versa, reduced
ferroxidase activity of the amyloid precursor protein contributes to increased cerebral
iron accumulation. Ferritin levels in the cerebrospinal fluid (CSF) are increased
in patients with the APOE4 allele, a risk factor for Alzheimer’s disease. Clinically, iron levels of the basal
ganglia and the hippocampi are negatively associated with cognitive performances.
Furthermore, increased CSF ferritin levels are associated with earlier disease onset.
Last but not least, the pathological cerebral iron accumulation in the group of disorders
called neurodegeneration with brain iron accumulation (NBIA) emphasizes the important
role of iron in neurodegenerative diseases.
Schlüsselwörter
Eisen - Altern - Gehirn - Neurodegeneration
Keywords
iron - ageing - brain - neurodegeneration