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Spirulina: Potential bei neurodegenerativen Erkrankungen?
Wie entstehen neurodegenerative Erkrankungen?
Ein Faktor zu Beginn solcher Erkrankungen ist die Abnahme der Integrität der Blut-Hirn-Schranke, ausgelöst z. B. durch Alterungsprozesse, Toxine, Virus- oder Autoimmunerkrankungen. Periphere Immunzellen können dadurch ins Zentralnervensystem (ZNS) einwandern und Gliazellen (Mikroglia, Astrozyten) aktivieren, die als Teil eines wirksamen Abwehrsystems wiederum Entzündungsprozesse hervorrufen.
Diese sogenannte Neuroinflammation stellt einen wichtigen Schutz des Zentralnervensystems gegen Pathogene dar und dient u. a. dem Zweck, die zerebrale Homöostase wiederherzustellen. Eine anhaltende Aktivierung von Gliazellen und chronische Entzündungsvorgänge führen allerdings zu einem übermässigen Anstieg von Entzündungsmediatoren wie Chemokinen und Zytokinen sowie reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies, was mit der Zeit neuronale Schäden verursacht.
Zusätzlich macht die mit dem Alter einhergehende Abnahme der antioxidativen Abwehrmechanismen das Gehirn anfälliger für die schädlichen Auswirkungen von oxidativem Stress. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass Neuroinflammation und oxidativer Stress eine grundlegende synergistische Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten neurodegenerativer Erkrankungen spielen.
Welche Rolle spielt Spirulina im Gehirn?
Spirulina enthält einen hohen Gehalt an Antioxidantien, v. a. des blauen Farbstoffes Phycocyanin. In in vivo-Versuchen konnte beobachtet werden, dass Phycocyanin bzw. ein Metabolit (Phycocyanobilin) die Blut-Hirn-Schranke passieren und anschliessend im ZNS u. a. die durch aktivierte Mikroglia ausgelöste Produktion reaktiver Sauerstoffverbindungen unterdrücken kann.
Weitere präklinische Studien zeigten, dass Spirulina ihre antioxidative und entzündungshemmende Wirkung ausübt, indem sie unter neurodegenerativen Bedingungen zum einen die Gliazellenaktivierung, proinflammatorische Zytokine und die Aktivität der NADPH-Oxidase reduziert, zum anderen antioxidative Enzyme wie die Superoxiddismutase (SOD), die Glutathionperoxidase (GPx) sowie die neurotrophen Faktoren brain-derived neurotropic factor und nerve growth factor hochreguliert.
Spirulina bei neurodegenerativen Erkrankungen
Parkinson
Bei der Parkinson-Krankheit kommt es zu einer massiven Degeneration von dopaminergen Neuronen in der Substantia nigra und der Bildung von Lewy-Körpern – abnorm phosphorylierten Proteinen – in den verbleibenden neuronalen Zellen. Dopamin-Neuronen sind sehr anfällig für oxidativen Stress und Entzündungen, welche durch aktivierte Mikroglia-Zellen mitverursacht werden und das Fortschreiten der Krankheit begünstigen.
Studien an experimentellen Parkinson-Modellen zeigten, dass Spirulina bzw. Inhaltsstoffe von Spirulina nicht nur antioxidative Enzymsysteme (SOD, GPx) aktiviert, sondern u. a. auch die Anzahl aktivierter Mikrogliazellen reduziert, die mRNA-Expression des Dopamintransporters und der Tyrosinhydroxylase (limitierendes Enzym in der Dopamin-Synthese) hochreguliert und die Aktivität der Monoaminooxidase B bremst, welche für den Dopamin-Abbau zuständig ist.
Alzheimer
In der Pathogenese von Alzheimer spielen extrazelluläre, lösliche Beta-Amyloid-Oligomere und Neurofibrillen aus Tau-Protein eine zentrale Rolle. Ihre Ursachen oder Bedeutungen für den Verlauf der Krankheit sind jedoch noch nicht abschliessend geklärt. Die Zunahme dieser speziellen Proteine im ZNS führt zu einer Aktivierung von Mikrogliazellen und Neuroinflammation, welche die Progression der Erkrankung massgeblich mitbestimmen.
Ähnlich wie bei der Parkinson-Krankheit wurde anhand in vivo- und in vitro-Modellen gezeigt, dass Spirulina die Konzentration von Beta-Amyloid-Oligomeren im Hippocampus reduziert, die Acetylcholinesterase-Aktivität unterdrückt und die GPx- und Glutathion-Reduktasespiegel erhöht. Ebenso konnte Phycocyanin die Aktivität der α-Sekretase blockieren (Enzym, welches das Amyloid-Vorläuferprotein zu Beta-Amyloid spaltet).
Multiple Sklerose
Schliesslich zeigte Spirulina auch bei Multipler Sklerose (MS), einer Erkrankung, welche durch schubweise akute entzündliche Demyelinisierungsprozesse und axonale Schädigung gekennzeichnet ist, eine protektive Wirkung.
Im MS-Tiermodell konnte Phycocyanin die Expression einer Reihe von Genen, die mit der Remyelinisierung und der Gliogenese zusammenhängen, hochregulieren und die Expression von Genen, die am Prozess der Demyelinisierung beteiligt sind, signifikant drosseln. Ebenso führte die Verabreichung von Phycocyanin zu einer Verringerung von proinflammatorischen Zytokinen im ZNS und einer Induktion von regulatorischen T-Zellen, deren Funktion bei MS-Patienten beeinträchtigt ist, was letztendlich zum Verlust der immunologischen Selbsttoleranz führt.
Fazit
Die heute verfügbaren pharmakologischen Therapien können die Progression von neurodegenerativen Erkrankungen leider nur bedingt verlangsamen. In Anbetracht der wichtigen Rolle, die der oxidative Stress und die Neuroinflammation bei der Entstehung und Entwicklung dieser Krankheiten spielen, könnten Naturstoffe wie Spirulina mit ihren entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften gute Kandidaten für die Entwicklung unterstützender therapeutischer Strategien sein.
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In diesem Artikel haben wir den Einsatz und die Wirksamkeit der Spirulina-Alge beim metabolischen Syndrom diskutiert. Mehrere neuere Meta-Analysen konnten positive Effekte auf den Blutzucker, den Blutdruck, die Blutfettwerte und das Gewicht aufzeigen.
Literatur
Trotta T et al. Beneficial Effects of Spirulina Consumption on Brain Health. Nutrients 2022;14:676.