PURKINJEZELLEN IM KLEINHIRN
Alterungsprozess des Gehirns
Ähnlich wie beim Menschen führt das Altern bei Haustieren zu zahlreichen metabolischen, funktionellen und körperlichen Veränderungen im Gehirn.
Viele dieser Veränderungen sind unerwünscht, und einige können unumkehrbar sein. Diese Veränderungen können die kognitiven Fähigkeiten beeinträchtigen – die Fähigkeit des Tieres, zu lernen, Probleme zu lösen und sich zu erinnern. Allerdings erkennen selbst aufmerksame Besitzer diesen kognitiven Verfall möglicherweise erst, wenn sich das Verhalten ihres Haustiers plötzlich ändert.
Glücklicherweise müssen alternde Haustiere sich nicht alt fühlen: Die Forschung von Purina hat gezeigt, dass ein frühzeitiges Eingreifen durch gezielte Ernährung mit mittelkettigen Triglyceriden (MCTs) und anderen gezielten Nährstoffen die Gehirnfunktion von Hunden und Katzen im Alter unterstützen kann. Daher ist das mittlere Alter der Zeitpunkt, an dem Tierärzte beginnen, mit ihren Besitzern über das Altern, die Anzeichen einer abnormalen Alterung und Strategien zur Förderung eines gesunden Gehirns zu sprechen.
Erkenntnisse über die Meinung von Tierhaltern über ihre älteren Haustiere
Dies ist ein Link zu einem Video auf Englisch, das nicht auf Deutsch verfügbar ist.
NEURONENMASSE UND HIRN-MRT
Veränderungen im alternden Gehirn
Zu den physischen Veränderungen des Gehirns, die mit dem Altern einhergehen, gehören:
- Atrophie (Schrumpfung) des Gewebes in einigen Regionen
- erhöhtes Ventrikelvolumen
- Verlust von Neuronen und Synapsen und verminderte Bildung neuer Neuronen
- Anhäufung von abnormen Proteinen
Weitere signifikante Veränderungen sind:
- Reduzierte Glukoseverwertung
- Chronische Entzündungen
- Vaskuläre Veränderungen
- Verminderung/Verschlechterung der Myelinisierung
- Anomalien von Astrozyten und neuronenunterstützenden Zellen
- Beeinträchtigte Zerstörung und Beseitigung von abnormalen/geschädigten Proteinen
- Veränderungen der Genexpression
Mit dem Altern verbundene Verhaltensweisen bei Hunden und Katzen
Bei einigen Haustieren wirkt sich eine altersbedingte kognitive Beeinträchtigung nicht auf die alltäglichen Funktionen aus und kann nur durch validierte kognitive Tests festgestellt werden. Bei anderen Haustieren kann der kognitive Abbau leicht sein, aber für die Besitzer wahrnehmbar. Im Extremfall kann die Beeinträchtigung so schwerwiegend sein, dass sie eine kognitive Funktionsstörung hervorruft, die der Demenz bei Menschen ähnelt, und sehr offensichtlich ist.
Einige der Anzeichen, die Besitzer bei älteren Haustieren beobachten und die Tierärzten gemeldet werden, sind in diesen Abbildungen dargestellt.2 Kognitiver Verfall und kognitive Dysfunktion liegen auf einem Spektrum, sodass sich ihre klinischen Symptome überschneiden.
Zu den Verhaltensweisen, die bei einem kognitiven Abbau beobachtet werden können, gehören zunehmende Angst und verminderte Belastbarkeit (einschließlich destruktiver Verhaltensweisen), zwanghaftes Verhalten, Verwirrung, veränderte soziale Interaktionen, verminderte Fähigkeit, sich in der Umgebung zurechtzufinden, Veränderungen beim Schlafen, verminderte Reaktion auf Befehle, verminderte Fähigkeit, die Fütterungszeit vorherzusagen, und Veränderungen beim Toilettengang und beim Füttern.4,5
Nährstoffe, die gezielt Risikofaktoren ansprechen, um altersbedingte Veränderungen abzuschwächen
Durch Ernährungsmaßnahmen, die einige der bekannten altersbedingten Veränderungen des Gehirns gezielt bekämpfen, können wir möglicherweise die Kettenreaktionen abschwächen, die zu den irreversiblen Veränderungen führen, die den kognitiven Abbau verursachen. Kombinationen von Nährstoffen können zusätzliche Vorteile bieten, die über die Vorteile einer Supplementierung mit einem einzelnen Nährstoff hinausgehen.
Antioxidantien
Antioxidantien umfassen eine breite Palette von Substanzen, die freie Radikale abfangen, indem sie entweder ihre Bildung verhindern oder sie entfernen, bevor sie Schaden anrichten können. Der Körper produziert seine eigenen (endogenen) Antioxidantien. Allerdings nimmt die endogene antioxidative Kapazität mit dem Alter ab und die Produktion freier Radikaler nimmt mit dem Alter zu, was zu einem gefährlichen Ungleichgewicht führt (oxidativer Stress). Die Zufuhr von Antioxidantien mit der Nahrung kann helfen, das Gleichgewicht wiederherzustellen und oxidative Schäden zu verringern.
Fischöl
Insbesondere die Omega-3-Fettsäuren Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz der Nerven und bei der Entzündungshemmung. Fischöl ist eine hervorragende Quelle für DHA und EPA.
Arginin
L-Arginin ist eine Aminosäure, die in Zellen, einschließlich Neuronen, zu Stickstoffmonoxid (NONO, Nitric Oxide) umgewandelt wird. Die neuronale Aktivität während kognitiver Aufgaben ist in hohem Maße mit einem Anstieg des regionalen Blutflusses verbunden, der hauptsächlich durch NO gesteuert wird. L-Arginin wird auch zu Agmatin, einem Neurotransmitter, metabolisiert.
B-Vitamine
Bestimmte B-Vitamine, insbesondere Thiamin (B1), Pyridoxin (B6), Folat (B9) und Cobalamin (B12), sind besonders wichtig für die neurologische Entwicklung und die kognitive Funktion. Ein Mangel an B-Vitaminen kann zu erhöhten Blutspiegeln der Aminosäure Homocystein führen, die ein Risikofaktor für kognitive Störungen ist. Die Einnahme von B-Vitaminen verringert das Risiko eines Mangels und der Anhäufung von Homocystein, wodurch einer der Risikofaktoren für kognitive Beeinträchtigungen reduziert wird.
Ketone aus mittelkettigen Triglyceriden
Das erwachsene Gehirn ist zur Energieversorgung auf Glukose angewiesen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Fähigkeit des Gehirns ab, Glukose als Energiequelle zu nutzen, selbst wenn sie verfügbar ist. Aufgrund des hohen Energiebedarfs ist das Gehirn besonders anfällig für eine unzureichende Energieversorgung infolge eines veränderten Energiestoffwechsels. Ein verminderter Glukosestoffwechsel im Gehirn setzt eine Kettenreaktion in Gang, die schließlich zum Absterben von Gehirnzellen und einem nicht umkehrbaren Verlust an Gehirnmasse sowie zu körperlichen und Verhaltensänderungen führen kann.
Angesichts eines gestörten Glukosestoffwechsels benötigen die Neuronen eine alternative Energiequelle, um ihre normale Funktion zu erhalten. Obwohl der Glukosestoffwechsel des Gehirns mit zunehmendem Alter abnimmt, scheint der Ketonstoffwechsel des Gehirns davon unbeeinflusst zu sein und bietet sich für eine Ernährungsintervention an. Ketonkörper können bei längerem Fasten und geringer Verfügbarkeit von Glukose bis zu 60–70 % der Energie des Gehirns liefern.6
Ketone haben über die Energieproduktion hinaus neuroprotektive Vorteile. Sie verringern die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die oxidativen Stress verursachen, verbessern die Regulierung der synaptischen Funktion durch mitochondriale Biogenese (Bildung neuer Mitochondrien) und stimulieren die Synthese nützlicher mehrfach ungesättigter Fettsäuren. Sie können auch die Funktion der Mitochondrien fördern und die Wege stimulieren, die zur Beseitigung abnormaler Proteine beitragen.
Die mit der Nahrung aufgenommenen mittelkettigen Triglyceride (MCTs) stellen eine Quelle von Ketonen dar, wenn sie verstoffwechselt werden. MCTs sind Fette, die in pflanzlichen Ölen, wie z. B. Kokosnussöl, vorkommen. Mittelkettige Fettsäuren aus MCTs liefern auch Energie und können zur Wiederherstellung der mitochondrialen Funktion beitragen, was sich langfristig positiv auf den Zellstoffwechsel und die Zellfunktion auswirken kann.
Die Forschung von Purina
Schutz der Gehirngesundheit bei alternden Hunden
Eine gezielte Ernährung, die auf verschiedene Risikofaktoren für die Alterung des Gehirns abgestimmt ist, kann dazu beitragen, die kognitiven Funktionen zu erhalten und die kognitive Gesundheit alternder Hunde zu unterstützen.
Indem wir Ketone aus mittelkettigen Triglyceriden (MCTs) als alternative Energiequelle für das Gehirn bereitstellen, können wir die metabolischen Veränderungen, die zum kognitiven Verfall beitragen, gezielt angehen. Untersuchungen von Purina haben gezeigt, dass ältere Hunde, die mit einem MCT-haltigen Futter gefüttert wurden, weniger Fehler bei kognitiven Tests machten, die das Bewusstsein, die Wahrnehmung, das logische Denken und die Anpassungsfähigkeit prüften, wobei die Verbesserung des Gedächtnisses bereits nach 2 Wochen einsetzte. Auch bei komplexeren Aufgaben schnitten die mit MCT-Diät gefütterten älteren Hunde besser ab als die mit der Kontrolldiät gefütterten Hunde.7
Hundebesitzer, die nicht an der Studie teilnahmen, berichteten ebenfalls über dramatische Verbesserungen im Aktivitätsniveau ihrer Hunde, wie z. B. Lebhaftigkeit und Verspieltheit.
Die Untersuchungen von Purina konnten belegen, dass Hunde, die mit einer Mischung aus Fischöl, Antioxidantien, Arginin und B-Vitaminen gefüttert wurden, weniger Fehler bei komplexeren Aufgaben zur Bewertung der Problemlösungsfähigkeit machten. Mit zunehmender Komplexität der Aufgaben unterliefen den Hunden mit dem Ergänzungsfutter deutlich weniger Fehler als den Hunden mit dem Kontrollfutter.8
Schutz der optimalen kognitiven Funktion bei Katzen
Untersuchungen von Purina haben gezeigt, dass Katzen, die mit einem Futter gefüttert wurden, das eine Mischung aus bestimmten Nährstoffen (Fischöl, Antioxidantien, B-Vitamine und Arginin) enthielt, bei kognitiven Tests in Bezug auf die Gedächtnisleistung, die Lernfähigkeit, die geistige Flexibilität und die Unterscheidung von Objekten besser abschnitten.9 Dazu gehörte auch, dass sie weniger Fehler machten, wenn ihre Problemlösungsfähigkeit und ihr visuelles Lernen geprüft wurden.
Neue Entwicklungen in der Hirnforschung
Die Gehirnforschung ist eine der wichtigsten Disziplinen unserer Wissenschaft. Wir freuen uns darauf, Ihnen die neuesten Erkenntnisse praxisnah präsentieren zu können, damit Sie in der Praxis immer einen Schritt voraus sind. Hier können Sie die neuesten Artikel herunterladen.
Schutz der kognitiven Fähigkeiten von Katzen
Hier erfahren Sie, welche positive Rolle die Ernährung für die Gesundheit des Gehirns gesunder erwachsener Katzen spielt.
Dies ist ein Link zu einem Artikel auf Englisch, der nicht auf Deutsch verfügbar ist.
Wie Sie für ein gesundes Gehirn Ihrer erwachsenen Katze sorgen – ein kurzer Artikel für Tierhalter
Verwenden Sie diesen Artikel im Gespräch mit Tierbesitzern über Ernährung und gesundes Altern.
Dies ist ein Link zu einem Artikel auf Englisch, der nicht auf Deutsch verfügbar ist.
Das Wichtigste in Kürze
- Altersbedingte physische, metabolische und funktionelle Veränderungen im Gehirn von Haustieren mittleren Alters können die Voraussetzungen für kognitive Beeinträchtigungen oder Funktionsstörungen im Alter schaffen. Der Schweregrad und das Fortschreiten dieser Veränderungen bestimmen die Gesundheit des Gehirns des Haustiers im späteren Leben.
- Das alternde Gehirn hat einen weniger effizienten Energiestoffwechsel aufgrund von Veränderungen in der Glukoseverwertung und einer beeinträchtigten Mitochondrienfunktion.
- Besitzer älterer Haustiere betrachten ihre Tiere vielleicht erst dann als „Senioren“, wenn sie Verhaltensänderungen bemerken, die auf altersbedingte Veränderungen des Gehirns zurückzuführen sind.
- Purina hat gezeigt, dass eine Nährstoffkombination die Risikofaktoren der Gehirnalterung gezielt bekämpfen kann, um optimale kognitive Fähigkeiten bei erwachsenen Katzen und Hunden zu erhalten.
- Ab dem mittleren Alter ist es an der Zeit, mit den Besitzern über das Altern ihres Haustieres zu sprechen, darüber, wie man Anzeichen einer unnatürlichen Alterung erkennen kann, und über Strategien zur Förderung der Gesundheit des Gehirns.
Weitere Informationen
1. Studzinski, C. M., Christie, L.-A., Araujo, J. A., Burnham, W. M., Head, E., Cotman, C. W., & Milgram, N. W. (2006). Visuospatial function in the beagle dog: an early marker of cognitive decline in a model of human aging and dementia. Neurobiology of Learning and Memory, 86, 197–204
2. Landsberg, G. M., Nichol, J., & Araujo, J. A. (2012). Cognitive dysfunction syndrome: a disease of canine and feline brain aging. Veterinary Clinics of North America Small Animal Practice, 42, 749–768. doi: 10.1016/j.cvsm.2012.04.003
3. London, E. D., Ohata, M., Takei, H., French, A. W., & Rapoport, S. I. (1983). Regional cerebral metabolic rate for glucose in beagle dogs of different ages. Neurobiology of Aging, 4, 121–126
4. Schütt, T., Toft, N., & Berendt, M. (2015). Cognitive function, progression of age-related behavioral changes, biomarkers, and survival in dogs more than 8 years old. Journal of Veterinary Internal Medicine, 201, 1569–1577. doi: 10.1111/jvim.13633
5. Cory, J. (2013). Identification and management of cognitive decline in companion animals and the comparisons with Alzheimer disease: A review. Journal of Veterinary Behavior: Clinical Applications and Research, 8, 291–301
6. Nugent, S., Tremblay, S., Chen, K. W., Ayutyanont, N., Roontiva, A., Castellano, C.-A. & Cunnane, S. C. (2014). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24388785 Brain glucose and acetoacetate metabolism: a comparison of young and older adults. Neurobiology of Aging, 35, 1386–1395. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2013.11.027
7. Pan, Y., Larson, B., Araujo, J. A., Lau, W., de Rivera, C., Santana, R., Gore, A., & Milgram, N. W. (2010). Dietary supplementation with medium-chain TAG has long-lasting cognition-enhancing effects in aged dogs. British Journal of Nutrition, 103, 1746–1754. doi: 10.1017/S0007114510000097
8. Pan, Y., Kennedy, A. D., Jonsson, T. J., & Milgram N. W. (2018). Cognitive enhancement in old dogs from dietary supplementation with a nutrient blend containing arginine, antioxidants, B vitamins and fish oil. British Journal of Nutrition, 119, 349–358. doi: 10.1017/S0007114517003464
9. Pan, Y., Araujo, J. A., Burrows, J., de Rivera, C., Gore, A., Bhatnagar, S., & Milgram, N. W. (2013). Cognitive enhancement in middle-aged and old cats with dietary supplementation with a nutrient blend containing fish oil, B vitamins, antioxidants and arginine. British Journal of Nutrition, 110, 40–49. doi: 10.1017/S0007114512004771