Schätzungen zufolge entwickeln etwa 5 bis 10 Prozent der Menschen nach einer SARS-CoV-2-Infektion ein Post-COVID-Syndrom. Und für viele Menschen mit Post COVID ist es Alltag: Ein Phänomen, das inzwischen als Brain Fog bezeichnet wird, ein nebelartiges Gefühl im Gehirn, das zu Konzentrationsstörungen oder verlangsamtes Denken führt und viele verunsichert. Die kognitiven Beschwerden gehören mit zu den häufigsten und belastenden Symptomen des Post-COVID-Syndroms. Ein Forschungsteam des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) hat nun Hinweise darauf gefunden, dass bei Betroffenen der Energiestoffwechsel im Gehirn messbar verändert ist. In einer Studie mit Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS) konnten sie zeigen, dass sich bei Patientinnen und Patienten mit Post COVID ein verändertes Verhältnis wichtiger Energieträger im Gehirn zeigte. Dies stand in Zusammenhang mit der Leistung in kognitiven Tests.
Energiereiche Phosphate untersucht
Post-COVID-Betroffene berichten neben Erschöpfungssymptomen (Fatigue) und Schlafproblemen auch über kognitive Einschränkungen, die Alltag und Beruf deutlich beeinträchtigen können. Bislang sind die Ursachen für die Beeinträchtigungen noch nicht ausreichend verstanden. Eine zentrale wissenschaftliche Hypothese lautet, dass eine Störung der zellulären Energiebereitstellung an den Beschwerden beteiligt sein könnte. Um dieser Frage nachzugehen, nutzte das Studienteam des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim in der NEULOCO-Studie eine spezielle Variante der Magnetresonanztomografie (MRT), die Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS). Dieses Verfahren ermöglicht es, im lebenden Gehirn („in vivo“) bestimmte energiereiche Phosphate zu untersuchen, die für den Zellstoffwechsel entscheidend sind. Interessant für die Forscherinnen und Forscher war zum einen Adenosintriphosphat (ATP) – vereinfacht gesagt der „Treibstoff der Zelle“ – sowie Phosphokreatin (PCr), ein „Kurzzeit-Energiespeicher“, der ATP rasch nachliefern kann.
Zentrale Energieträger des Gehirns erfassen
Untersucht wurden 27 Post-COVID-Patientinnen und -Patienten sowie 23 vollständig genesene Kontrollpersonen nach SARS-CoV-2-Infektion. Zusätzlich absolvierten alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer kognitive Tests, deren Ergebnisse mit den Stoffwechselmessungen verglichen wurden. „Mit 31P-MRS können wir zentrale Energieträger des Gehirns nicht nur indirekt, sondern vergleichsweise direkt erfassen. Dadurch lassen sich Veränderungen der Energiebereitstellung im lebenden Gehirn sichtbar machen“, verdeutlicht Prof. Dr. Gabriele Ende, Leiterin der Core Facility ZIPP am ZI, die Wahl der Methode.
Verhältnis von ATP zu PCr verändert
Mit diesem Verfahren konnte das Team bei Menschen mit Post COVID ein reduziertes Verhältnis von ATP zu PCr (ATP/PCr) nachweisen. Das spreche dafür, dass die Bereitstellung von Energie für den Zellstoffwechsel im Gehirn beeinträchtigt sein könnte. Die Veränderungen zeigten sich in einem ausgedehnten Bereich um den cingulären Cortex, einer Hirnstruktur, die unter anderem an der Steuerung und Organisation von Denkvorgängen beteiligt ist. „Die Daten deuten darauf hin, dass es nicht um eine isolierte Veränderung geht, sondern um ein größeres vernetztes System im Gehirn“, sagt Dr. Wolfgang Weber-Fahr, Arbeitsgruppenleiter am ZI.
Zusammenhang mit den kognitiven Leistungen
Besonders relevant: Niedrigere ATP/PCr-Werte im vorderen cingulären Cortex gingen mit einem schlechteren Abschneiden in den kognitiven Tests einher. „Wir sehen einen Zusammenhang zwischen Energiemarkern im vorderen cingulären Cortex und der kognitiven Leistung. Das deutet darauf hin, dass eine gestörte Bereitstellung von Energie in dieser Hirnregion zu den Denk- und Konzentrationsproblemen bei Post COVID beitragen könnte“, sagt Dr. Claudia Schilling, Leiterin des Schlaflabors am ZI. Etwa die Hälfte der Post-COVID-Gruppe erfüllte zusätzlich die Kriterien für ME/CFS (Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Fatigue-Syndrom), einer schweren Erkrankung mit ausgeprägter Erschöpfung und einer typischen Verschlechterung nach körperlicher oder geistiger Belastung. In einer Subgruppenanalyse zeigten diese Patientinnen und Patienten ähnliche Stoffwechselveränderungen wie Post-COVID-Betroffene ohne ME/CFS. Das könne darauf hinweisen, dass bestimmte biologische Mechanismen in beiden Patientengruppen eine Rolle spielen.
Veränderte Funktion von Mitochondrien?
Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass eine Störung der Zellenergie-Bereitstellung ein wichtiger Krankheitsmechanismus bei Post COVID sein könnte. Als mögliche Ursachen diskutiert das Team unter anderem eine veränderte Funktion von Mitochondrien („Kraftwerke der Zellen“), entzündliche Stoffwechselveränderungen oder durchblutungsbedingte Einflüsse auf den Energiestoffwechsel, wobei betont wird, dass die Ergebnisse die Annahme einer mitochondrialen Dysfunktion als zentralen pathophysiologischen Mechanismus stützen. „Wichtig ist zu betonen, dass unsere Studie Zusammenhänge aufzeigt. Sie beweist noch nicht, welche Ursache letztlich im Vordergrund steht. Dennoch können solche biologischen Hinweise helfen, Post COVID besser zu verstehen und zukünftige, gezieltere Therapieansätze zu entwickeln“, erläutert Schilling.
Probanden gesucht:
Um die Krankheitsmechanismen weiter aufzuklären, findet mit „SLEEP-NEURO-PATH“ eine weitere Studie statt, die diese Hirnmechanismen untersucht, sich aber ausschließlich auf die Erkrankung ME/CFS konzentriert. Für diese Studie werden noch gesunde Teilnehmende gesucht. Kontakt: sleepneuropath@zi-mannheim.de
Quelle: idw/Zi
Artikel teilen
