Biochemical Substrates in Normal Aging and Alzheimer's Disease

Abstract

In individuals above 60 years of age, an agerelated decrease in the concentrations of dopamine, noradrenaline, and 5-hydroxytryptamine has been found. This may indicate a neuron loss. As the metabolites are not simultaneously reduced, a compensatory mechanism would seem to exist. In the hypothalamus there are significant positive correlations between the neuropeptides galanin and corticotropin-releasing factor on the one hand, and age over 60 on the other. In brains from patients with dementia of Alzheimer type there are reduced concentrations of cholineacetyl transferase. However, in some brain areas reduced concentrations of 5-hydroxytryptamine, dopamine, and noradrenaline have also been found. The metabolites homovanillic acid and 5-hydroxyindolacetic acid are also reduced. These findings indicate that there is not only a neuron loss in these brains but also a dysfunction of the remaining neurons, reducing the compensatory capacity of the brain. Postmortem investigations of hypothalamus from Alzhei-mer brains have shown reduced concentrations of 5-hydroxytryptamine. However, the concentrations of galanin, arginin, vasopressin, and somatostatin were significantly increased. The latter may be the result of a disturbed higher control over the hypothalamus. Hypothalamic dysfunction is of interest with regard to the neuroendocrine disturbances seen in Alzheimer-demented patients. Investigations of patients with vascular dementia have suggested the same type of neurotransmitter disturbances as in Alzheimer's disease.

Zusammenfassung

In den Gehirnen von Patienten über 60 Jahre wurde eine altersbedingte Abnahme der Konzentrationen von Dopamin, Noradrenalin sowie 5-Hydroxytryptamin festgestellt. Dies ist ein Zeichen für einen möglichen Neuronenverlust. Da die Stoffwechselprodukte nicht simultan verringert werden, scheint dies auf die Existenz eines Ausgleichsmechanismus hinzudeuten. Im Hypothalamus bestehen signifikante positive Korrelationen zwischen den Neuropeptiden Galanin und Kortikotropin-Freisetzungsfaktor einerseits und Alter über 60 andererseits. In den Gehirnen von Patienten mit Demenz des Alzheimer-Typs gibt es verringerte Konzentrationen von Cholinazetyl-transferase. In einigen Gehirnregionen aber wurden verringerte Konzentrationen von 5-Hydroxytryptamin, Dopamin und Noradrenalin gefunden. Die Stoffwechselprodukte Homovanillinsäure und 5-Hydroxyindolylessigsäure waren ebenfalls verringert. Dieser Befund deutet nicht nur auf einen Neuronenverlust in diesen Gehirnen, sondern auch auf eine Funktionsstörung der übrigen Neuronen hin, welche die kompensatorische Leistung des Gehirns einschränkt. Bei Hypothalamus-Untersuchungen von Alzheimer-Gehirnen post mortem wurden verringerte Konzentrationen von 5-Hydroxytryptamin festgestellt, wobei die Konzentrationen von Galanin, Arginin-Vasopressin und Somatostatin signifikant erhöht waren. Letzteres könnte auf eine Störung der höheren Regelung des Hypothalamus zurückzuführen sein. Im Hinblick auf die neuroendokrinen Störungen, die in Patienten mit Alzheimer-Demenz beobachtet werden, ist Hypothalamus-Dysfunktion von Interesse. Untersuchungen von Patienten mit vaskulärer Demenz lassen vermuten, daß es sich hier um die gleiche Art von Störungen der synaptischen Mittler wie bei Alzheimer-Krankheit handelt.