Demenz durch Formaldehyd im Gehirn

Unser Körper produziert naturgemäß kleine Mengen von Formaldehyd, weil es Neuronen langfristig verbindet. Das ermöglicht unser Gedächtnis. Doch dieser Prozess kann entgleisen, offensichtlich mit fatalen Folgen für das Gehirn. Mit dem Alter wird es für den Stoffwechsel schwierig, genau die richtige Menge von Formaldehyd zu produzieren – so eine Metastudie chinesischer Wissenschaftler.

Kleine Mengen wichtig für Gedächtnis

Formaldehyd ist ein übelriechendes, farbloses Gas, das normalerweise in flüssiger Form gespeichert wird. In Wasser gelöst ist es als Formalin bekannt. Die meisten von uns kennen Formaldehyd als Konservierungsflüssigkeit mit zahlreichen industriellen Anwendungen. Unter anderem steckt es in Isoliermaterial, Klebstoffen, Harzen und Beschichtungen. Es wird aber auch als Desinfektionsmittel und Gewebefixiermittel verwendet.

Meistens bleibt das Formaldehyd in den verschiedenen Materialien. Im Laufe der Zeit kann es jedoch in seiner gasförmigen Form freigesetzt werden. Chronische Exposition zu Formaldehyd kann schwere Gesundheitsschäden nach sich ziehen. Experten halten Formaldehyd für ein starkes Karzinogen, das insbesondere für Hals-, Nebenhöhlen- und Leukämiekrebs verursachen kann.

Interessanterweise stellt der menschliche Körper sein eigenes Formaldehyd her. Meist entsteht es als Nebenprodukt verschiedener biochemischer Reaktionen. Beispiele sind die Verarbeitung der Aminosäure Serin, die Verstoffwechslung von Vitamin B9 oder die DNA-Demethylierung.

Glücklicherweise verwendet unser Körper diese Substanz als Vorläufer für viele andere Moleküle. Das körpereigene Formaldehyd wird schnell zu Formiat umgewandelt, aus dem beispielsweise die Purine aufgebaut werden können, die in unsere DNA eingebaut werden (als Adenin oder Guanin oder das A und G im vierbuchstabigen DNA-Alphabet).

Das normalerweise kurzlebige Formaldehyd in unserem Gehirn spielt für unser Gedächtnis eine wichtige Rolle. Wenn wir etwas lernen und unsere Gehirnzellen feuern, produzieren sie ein wenig Formaldehyd. Das scheint eine langfristige Potenzierung der Reize zu ermöglichen. Anders ausgedrückt: Es macht Neuronen zu Partnern, die lange miteinander verbunden sind. Dieser Prozess ist unverzichtbar für die Bildung von Erinnerungen.

Mit zunehmendem Alter gerät der Stoffwechsel jedoch häufig außer Kontrolle. Das bedeutet für das Gehirn, es wird zu viel Formaldehyd produziert. Das verstopft den Signalweg, den Formaldehyd normalerweise verwendet, um seine Gedächtnisbildungsfunktion zu erfüllen. Um exakt zu sein: Die NMDA-Rezeptoren für ionotropes Glutamat können nicht mehr richtig funktionieren.

Das ist das Ergebnis einer aktuellen Metastudie von chinesischen Wissenschaftlern. Sie haben dafür vorhandene Studien analysiert, die einen Zusammenhang zwischen Formaldehyd und Demenz nahelegen.

Laut Studienautoren sind viele Faktoren an einem erhöhten Risiko für kognitiven Verfall beteiligt. Neben der Ansammlung von Formaldehyd im Gehirn können auch Stress, Diabetes und Virusinfektionen eine bedeutende Rolle bei Demenz spielen.

Der Verzehr von reichlich quecksilberhaltigen Tiefseefischen scheint einen negativen Einfluss auf den Formaldehydspiegel zu haben. Direktere Ergebnisse liefern jedoch Tierversuche, bei denen Formaldehyd in das Gehirn von Ratten injiziert wurde. Das führte schnell zu einem kognitiven Verfall.

Außerdem akkumulieren APP-Mäuse in einem Tiermodell für die Alzheimer-Krankheit mit zunehmendem Alter viel Formaldehyd im Gehirn. Diese Mäuse ermöglichten einen Einblick in die Vorgänge in ihren Gehirnen bei hohem Formaldehydgehalt.

APP steht für Amyloid-Precursor-Protein, der Ausgangspunkt für die mit der Alzheimer-Krankheit verbundenen Amyloid-Plaques. Die Umwandlung von APP in die Plaques erzeugt Formaldehyd.

Zudem schweißt Formaldehyd dann kleinere zu größeren Plaques zusammen. Noch schlimmer: Formaldehyd produziert gemeinsam mit den Plaques reaktive Sauerstoffspezies (freie Radikale), die Zellschäden im Gehirn hervorrufen.

Eine gezielte Formaldehyd-Therapie könnte deshalb dazu führen, das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit zu verlangsamen. Bisher wurden dafür zwei Methoden in Tierversuchen und im Labor getestet: Nahinfrarotlicht und Coenzym Q10.

Ein Bad mit Nahinfrarotlicht kann das Gehirn von alten Ratten stärken. Unter anderem verbessert es die Durchblutung, verringert Entzündungen und fördert den Stoffwechsel im Gehirn.

Kleine Studien am Menschen deuten darauf hin, dass Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen ebenfalls von Nahinfrarotlicht profitieren könnten. Dies muss jedoch mit größeren, randomisierten Studien bestätigt werden.

Infrarotfrequenzen mit einer Wellenlänge zwischen 600 und 1200 nm scheinen auch im Gehirn von Mäusen Formaldehyd abzubauen und den altersbedingten kognitiven Rückgang verhindern.

Bisher gibt es kaum Hinweise, dass eine Supplementierung mit Coenzym Q10 beim Menschen gegen Alzheimer oder andere Demenzformen hilft. Bei Mäusen scheint Q10 jedoch Formaldehyd abzubauen und die toxischen Plaques in einem Alzheimer-Modell zu reduzieren.

Quelle:

Yiduo Kou, Hang Zhao, Dehua Cui, Hongbin Han, Zhiqian Tong. Formaldehyde toxicity in age-related neurological dementia. Ageing Research Reviews, Volume 73, 2022, 101512, ISSN 1568-1637. https://doi.org/10.1016/j.arr.2021.101512. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163721002592)

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