Weil die durchschnittliche Lebenserwartung steigt, wird die globale Bevölkerung im Schnitt immer älter. Im Jahr 2050 werden Schätzungen zufolge mehr als 1,5 Milliarden Menschen weltweit 65 Jahre oder älter sein. Damit steigt auch die Zahl der Menschen, die an Alterserkrankungen wie Demenz leiden. Was jedoch genau während des Alterungsprozesses in unserem Körper und Gehirn auf molekularer Ebene passiert, ist nach wie vor nur unzureichend erforscht. Bisher können Forscher das individuelle biologische Alter des Gehirns eines Menschen nur grob schätzen, unter anderem mit Hilfe von Algorithmen und anhand von optischen Merkmalen wie dem Volumen und der Oberfläche des Gehirns.
Proteinen auf der Spur
Ein Team um Wei-Shi Liu von der Fudan Universität in Shanghai hat nun untersucht, ob sich das biologische Alter des Gehirns und sein Gesundheitszustand auch an Proteinen im Blut ablesen lassen. Dafür analysierten die Neurobiologen zunächst Magnetresonanz-Tomographie-Aufnahmen der Gehirne von rund 11 000 gesunden Erwachsenen im Alter von 45 bis 82 Jahren und suchten darin nach bekannten optischen Indikatoren für die Alterung des Gehirns. Zudem ermittelten die Forschenden die Konzentration von rund 3000 Proteinen im Blutplasma von fast 5000 dieser Personen. Die Daten stammten aus der UK Biobank, die Gesundheitsdaten britischer Patienten für die Forschung enthält.
Liu und ihre Kollegen identifizierten insgesamt 13 Proteine aus verschiedenen Teilen des Gehirns, die stark mit dessen biologischen Alterung und altersbedingten Störungen verbunden sind und die sich im Blut nachweisen lassen. Darunter waren acht Proteine, die sich positiv auf den Alterungsprozess auswirkten (GDF15, FGF21, TIMP4, PLA2G15, GFAP, ADGRG1, LGAL4S und CHI3L1), und fünf, die sich negativ auswirkten (BCAN, KLK6, CEACAM16, WFIKKN1 und ADAM22), wie das Team feststellte. Erstere waren mit Stress- und Entzündungsprozessen im Gehirn verbunden, zweitere mit verminderter Regeneration und Funktionsstörungen in den Synapsen der Neuronen. Die Proteine BCAN und GDF15 waren beispielsweise mit Demenz, Schlaganfall und Bewegungsstörungen assoziiert. Die Proteine GDF15, LGALS4, PLA2G15 und WFIKKN waren für die mentale Gesundheit wichtig.
Bei manchen dieser 13 Blutproteine nahm die Konzentration mit dem Alter zu, bei anderen ab, und das jeweils unterschiedlich schnell. Zusammengenommen veränderte sich die Konzentration dieser Proteine am stärksten im Alter von 57, 70 und 78 Jahren. Die Neurobiologen vermuten, dass dies Stufen größerer biologischer Veränderungen widerspiegelt, die mit Stoffwechselstörungen oder neurologischen Schwierigkeiten einhergehen können. „Insgesamt deuten diese Erkenntnisse darauf hin, dass die Geschwindigkeit der Gehirnalterung im Laufe des Lebens unterschiedlich ist. Weitere Studien sind erforderlich, um die zugrunde liegenden Mechanismen bestimmter Proteine in verschiedenen Stadien der Gehirnalterung aufzuklären“, schreibt das Team.
