Enge Venolen, große Wirkung: Ein neuer vaskulärer Mechanismus der Gehirnalterung

Wissenschaftler haben an Mäusen gezeigt, dass mit zunehmendem Alter der Blutfluss durch ein seltenes Netzwerk von „Hauptkortikalvenen“ (PCV), die die tiefen Schichten der Hirnrinde und die angrenzende weiße Substanz drainieren, gestört ist. Die Folge ist eine leichte Hypoperfusion in tiefen Geweben (Schicht VI und Corpus callosum), begleitet von Mikrogliose, Astrogliose und Demyelinisierung. Eine künstliche Reduzierung des Blutflusses bei erwachsenen Tieren führt zu derselben Pathologie. Dies deutet darauf hin, dass nicht nur neuronaler Verschleiß, sondern auch die kapillar-venöse Drainage als ursächlicher Faktor eine Rolle spielt. Die Arbeit wurde am 12. August 2025 in Nature Neuroscience veröffentlicht.

Hintergrund

• Hypoperfusion als Hauptfaktor. Moderne Studien stimmen darin überein: Die chronische Unterperfusion tiefer Gewebe ist (neben Entzündungen, oxidativem Stress und Störungen der Blut-Hirn-Schranke) eine Schlüsselachse der SVD/WMH-Pathogenese. Eine intensive Blutdruckkontrolle verlangsamt das Fortschreiten der WMH, was indirekt die vaskuläre Natur des Problems bestätigt.
• „Venöse“ Hypothese der Alterung der weißen Substanz. Auch periventrikuläre venöse Kollagenosen und deren Assoziation mit Leukoaraiose wurden anhand pathomorphologischer Daten beschrieben; bei einigen Patienten sind verstärkte tiefe Markvenen im MRT sichtbar. Dies führte zu der Idee, dass die Anfälligkeit der weißen Substanz nicht nur mit Arteriolen, sondern auch mit venösen Abflussstörungen verbunden sein könnte.
• Anatomische Verletzlichkeit der Verdrahtung des Gehirns. Kurze Assoziationsfasern (U-Fasern) und oberflächliche weiße Substanz machen einen erheblichen Anteil der Bahnen aus und zeigen altersbedingte Veränderungen in Struktur und Konnektivität – daher ist ein langfristiges Perfusionsversagen hier besonders empfindlich.
• Was vor der aktuellen Arbeit fehlte. Es gab fast keine direkten In-vivo-Beweise dafür, dass es gerade Engpässe im kapillar-venösen Abfluss (und nicht nur arterielle Faktoren) sind, die im Alter Gliose und Demyelinisierung in der weißen Substanz auslösen. Die neue Studie schließt diese Lücke: Die Autoren zeigten an Mäusen, dass selektives „Erschlaffen“ kapillar-venöser Netzwerke in den tiefen Schichten der Hirnrinde und der angrenzenden weißen Substanz zu chronischer Hypoperfusion → Gliose → Myelinverlust führt; ein ähnliches Bild ergibt sich bei experimenteller Reduktion des Blutflusses bei erwachsenen Tieren. Der redaktionelle Kommentar betont den „Drainage“-Mechanismus.
• Translationaler und praktischer Kontext. Auf Bevölkerungsebene verlangsamt die gezielte Behandlung vaskulärer Risikofaktoren bereits die WMH, doch diese Arbeit definiert ein neues Ziel: die Aufrechterhaltung der venösen Komponente der Mikrozirkulation der weißen Substanz. Dies bildet die Grundlage für die Suche nach diagnostischen Markern für Perfusion/Abfluss in der oberflächlichen weißen Substanz und für therapeutische Strategien zur Aufrechterhaltung der Drainage im Alter.

Was haben Sie Neues herausgefunden?

• Mithilfe tiefer Multiphotonenbildgebung wurde erstmals im Gehirn lebender Mäuse eine Gefäßarchitektur beschrieben, die den menschlichen PCVs ähnelt – spärliche, breite „Stammvenolen“, die Blut aus großen Bereichen der tiefen Hirnrinde und der oberflächlichen weißen Substanz (U-Fasern) sammeln. Diese PCVs stellen potenzielle Drainageengpässe dar: Es gibt viele arterielle Zuflüsse, aber nur wenige „Abflüsse“.
• Mit zunehmendem Alter kommt es zu einer Verengung und Ausdünnung der Kapillaren, insbesondere in den tiefen Ästen des zentralen Hirnnervs. Dies führt zu einer mäßigen Minderdurchblutung in Verbindung mit Gliose und Myelinverlust in der weißen Substanz, während die oberen Schichten der Hirnrinde weniger betroffen sind.
• Als die Forscher den zerebralen Blutfluss künstlich reduzierten (Karotisstenose), trat bei erwachsenen Mäusen dasselbe regional selektive Muster von Schäden an der weißen Substanz auf, was den kausalen Zusammenhang verstärkte: Drainageprobleme → Hypoperfusion → Gliose/Demyelinisierung.

Warum ist das wichtig?

Weiße Substanz ist die „Verdrahtung“ des Gehirns: Geschwindigkeit und Konsistenz der Signale hängen von der Integrität des Myelins ab. Mit zunehmendem Alter ist der Verlust weißer Substanz zunehmend mit einer verlangsamten Informationsverarbeitung und kognitivem Abbau verbunden. Die Arbeit enthüllt einen spezifischen vaskulären Risikomechanismus: Die seltenen tiefen Sammelvenolen und ihre Kapillaräste sind eine Schwachstelle, deren Abbau eine Kaskade von Schäden ohne sichtbare Schlaganfälle auslösen kann. Dies eröffnet ein neues Ziel zur Prävention kognitiver Alterung: die Aufrechterhaltung der Drainage und Durchblutung der weißen Substanz.

Wie es sich gezeigt hat (und warum wir über eine Übertragung auf den Menschen nachdenken können)

Die Autoren kombinierten tiefe In-vivo-Zwei-/Drei-Photonenmikroskopie, Lichtblatt-Bildgebung gereinigter Gehirne und computergestützte Blutflussmodellierung. Die Anatomie des PCV bei Mäusen spiegelt die des Menschen wider: ein massiver Venolen-„Stamm“ mit langen horizontalen Ästen an der Schnittstelle zwischen grauer und weißer Substanz, wobei PCVs weniger als 4 % aller aufsteigenden Venolen ausmachen, aber große Gebiete versorgen, weshalb ihr Versagen so auffällig ist.

Was könnte dies für die Zukunft der Klinik bedeuten?

• Fokus auf die Mikrozirkulation der weißen Substanz. Bei der Diagnose und Überwachung der Gehirnalterung lohnt es sich, aktiv nach Markern der Durchblutung und des venösen Abflusses in der oberflächlichen weißen Substanz (U-Fasern) und Schicht VI zu suchen und nicht nur arterielle Parameter und den Kortex als Ganzes zu beurteilen.
• Therapeutische Ansätze. Mögliche Ansätze sind der Schutz/die Wiederherstellung der kapillar-venösen Äste des PCV, die Reduktion von mikrovaskulären Spasmen und endothelialer Entzündung sowie das Training der Gefäßreserve. Dies sind zwar noch Hypothesen, haben aber mittlerweile eine klare anatomische und funktionelle Grundlage.

Wichtige Haftungsausschlüsse

Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt; die Übertragung auf den Menschen erfordert eine direkte Bestätigung durch nichtinvasive Bildgebung und Längsschnittbeobachtungen. Eine „leichte Hypoperfusion“ ist ein chronisches, geringes Durchflussdefizit, kein akutes Ereignis und mit Standardmethoden klinisch schwer zu erkennen. Die Ähnlichkeit der PCV-Architektur bei Mäusen und im menschlichen Kortex/U-Faser-Bereich macht die Hypothese jedoch übertragbar.

Quelle: Stamenkovic S. et al. Eine beeinträchtigte kapillar-venöse Drainage trägt während des Alterns zur Gliose und Demyelinisierung der weißen Substanz von Mäusen bei. Nature Neuroscience