Die Blut-Hirn-Schranke

Appendix
Die Blut-Hirn-Schranke
von Edwin H. Bessai
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Die Blut-Hirn-Schranke der Gehirnkapillaren.
Prodrugs, das Prodrug „Levodopa“ und „Levodopa-Präparate“
Warum die Ernährung bei der Einnahme von Levodopa-Präparaten eine
Rolle spielt, wie deshalb die Ernährung gestaltet werden muss und wie
Levodopa-Präparate eingenommen werden müssen.
1.
Das Gehirn muss ständig mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt werden. Wenn die
Sauerstoffversorgung auch nur wenige Minuten ausbleibt sterben die Nervenzellen ab.
Die Nährstoffe und der Sauerstoff gelangen im Wesentlichen durch den Blutkreislauf
ins Gehirn, wo sie aus einem fein verzweigten Netz von Kapillaren (feinste Blutgefäße)
in die Extrazellularflüssigkeit des Gehirns (Flüssigkeit außerhalb der Nervenzellen, die
das gesamte Gehirn umspült), austreten. Damit dabei nicht alle im Blut vorhandenen
Stoffe (z. B. auch schädliche Stoffe) ins Gehirn gelangen gibt es für den Durchtritt
durch
die
Zellwände
(„Membranen“)
der
Gehirnkapillaren
„spezielle
Transportsysteme“, durch die sichergestellt ist, dass nur Stoffe die für das Gehirn
unschädlich sind und vom Gehirn benötigt werden in die Extrazellularflüssigkeit des
Gehirns gelangen können. Wegen ihrer selektiven Funktion bezeichnet man die
„Transportsysteme der Gehirnkapillaren in ihrer Gesamtheit“ als „Blut-HirnSchranke“.
Bei einigen dieser Transportsysteme ermöglichen bestimmte Proteine (Eiweißstoffe),
sog. „Transportproteine“ den Durchtritt durch die Zellwände der Gehirnkapillaren. Bei
anderen geschieht dies auf andere Weise.
2.
Für Stoffe die im Gehirn produziert werden gibt es kein Transportsystem, weil das
Gehirn solche Stoffe normalerweise nicht aus der Blutbahn aufnimmt. Sie können
deshalb die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren.
Wenn dies zu therapeutischen Zwecken doch ermöglicht werden soll, müssen solche
Stoffe (vorher) durch chemische Veränderung (z. B. Anhängen eines zusätzlichen
Moleküls) an das in Frage kommende Transportsystem angepasst werden.
Auf diese Weise veränderte Stoffe bezeichnet man als „Prodrugs“ (Vordrogen).
Auch Dopamin wird normalerweise vom Gehirn in ausreichender Menge produziert und
gehört deshalb zu den Stoffen die die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren können. Aus
diesem Grund muss bei der Behandlung des Parkinson Syndroms statt des Dopamins
das Prodrug Levodopa verabreicht werden.
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Levodopa ist eine Aminosäure. Es ist die Aminosäure L-3,4-Dihydroxyphenylalanin,
deren Kürzel L-DOPA ist (= L-3,4-DihydrOxyPhenylAlanin).
Das Molekül dieser Aminosäure (das Levodopamolekül) besteht aus einem
Dopaminmolekül an das ein CO2-Molekül angehängt ist, das mit einem H-Atom eine
Carboxylgruppe (CO2H) bildet.
C8 H7 NH2 (OH)2
Dopamin
+
CO2
Kohlendioxid
= C8 H6 NH2 (OH)2 CO2 H
Levodopa (L-DOPA)
Nach Passieren der Blut-Hirn-Schranke entsteht durch CO2 -Abspaltung (Decarboxylierung) aus Levodopa Dopamin. Die Abspaltung geschieht unter Einwirkung des Enzyms
Decarboxylase. (Enzyme sind Proteine die bei organischen Verbindungen Anlagerungsoder Abspaltungsreaktionen bewirken.)
Damit die Abspaltung nicht schon vor der Blut-Hirn-Schranke geschieht – denn das
Enzym Decarboxylase gibt es nicht nur im Gehirn sondern auch im übrigen Körper –
wird dem Prodrug Levodopa ein Hemmstoff, ein Decarboxylase-Hemmer (abgekürzt
DC-Hemmer), zugefügt. Davon gibt es zwei, das Benserazid und das Carbidopa.
Levodopa wird deshalb stets als Präparat, bestehend aus Levodopa und Benserazid oder
Carbidopa, verabreicht.
3.
Levodopa wird durch die Blut-Hirn-Schranke mit Hilfe von Transportproteinen
geschleust. Weil Levodopa aber eine Aminosäure ist (Aminosäuren sind Bausteine der
Eiweiße), die den Aminosäuren aus den Nahrungseiweißen sehr ähnlich ist,
konkurrieren diese beim Transport durch die Blut-Hirn-Schranke miteinander. Bei
eiweißreichen Mahlzeiten kann es daher vorkommen, dass ein Teil der
Transportproteine bereits mit Aminosäuren aus Nahrungseiweißen besetzt ist und so
weniger Levodopa ins Gehirn gelangt. Deshalb muss bei der Einnahme von LevodopaPräparaten der Eiweißgehalt der Nahrung reduziert werden und außerdem das
Levodopa-Präparat versetzt zu den Mahlzeiten eingenommen werden, eine halbe
Stunde vor der Mahlzeit oder eine Stunde nach der Mahlzeit.
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Bei der Gestaltung der eiweißreduzierten Ernährung muss die Verwendung
eiweißreicher Lebensmittel eingeschränkt werden. Dies sind vor allem alle tierischen
Lebensmittel (Fleisch, Fisch, Wurst, Eier, Milch) und Milchprodukte (wie Käse,
Quark, Joghurt, Buttermilch u.a.) und von den pflanzlichen Lebensmitteln die
Hülsenfrüchte (Erbsen, getrocknete Bohnen, Mais, Linsen und alle Sojaprodukte).
Bevorzugt müssen dagegen alle pflanzlichen Lebensmittel werden, die relativ wenig
Eiweiß enthalten (Gemüse, Salat, Kartoffeln und Vollkornprodukte).
Fleisch und Fisch sollten höchstens 2 – 3 mal pro Woche verzehrt werden, Maximum
100 g pro Tag.