 |  | Caroline Wendt |
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13.04.2026 08:00 Uhr |
Das Gehirn ist gut abgeschottet durch die Blut-Hirn-Schranke. Doch wer macht hier eigentlich sauber? / © Adobe Stock/ONYXprj
Lange gingen Wissenschaftler davon aus, dass im Gehirn anfallende Stoffwechselabfälle vor allem durch Autophagie – also den zellulären Selbstabbau – sowie einen passiven Abtransport über den Liquor beseitigt werden. Das erscheint wenig effizient – und ist es auch. Zum Vergleich: Im übrigen Körper übernimmt das Lymphsystem als Drainagenetzwerk den Abtransport von Zelltrümmern und Stoffwechselprodukten. Die Lymphbahnen verlaufen dabei parallel zu den Blutgefäßen und entfernen Abfallstoffe aus dem Interstitium, also dem Raum zwischen den Zellen. So tragen sie zudem zum Flüssigkeitsgleichgewicht der Gewebe bei.
Doch ein Organ ist von diesem System ausgeschlossen: das Gehirn. Erst 2012 beschrieben Forschende um die dänische Neurowissenschaftlerin Professor Dr. Maiken Nedergaard ein bislang unbekanntes Reinigungssystem: das glymphatische System. Dieses funktionelle Pendant zum Lymphsystem ist nach den Gliazellen benannt, die bei der »Müllentsorgung« im Gehirn eine zentrale Rolle spielen.
Das Gehirn, das durch die Blut-Hirn-Schranke vom restlichen Organismus abgegrenzt ist, wird von einem dichten Netz an Blutgefäßen durchzogen. Diese versorgen den Denkapparat unter anderem mit Sauerstoff und Glucose. Eine Besonderheit besteht darin, dass Arterien und Venen von einem zusätzlichen Flüssigkeitsraum umgeben sind: dem perivaskulären Raum, auch Virchow-Robin-Raum genannt. Dieser wird auf der einen Seite durch die Gefäßwand begrenzt, auf der anderen Seite durch die Endfüßchen der Astrozyten – einer Untergruppe der Gliazellen.
Astrozyten sind sternförmige Gliazellen des zentralen Nervensystems (ZNS). Sie besitzen einen vergleichsweise kleinen Zellkörper, von dem zahlreiche, teils stark verzweigte Zellfortsätze ausgehen. Diese Fortsätze – insbesondere die sogenannten Endfüßchen – stehen in engem Kontakt mit Blutgefäßen und Nervenzellen. Sie umhüllen die Gefäße nahezu vollständig und bilden die äußere Begrenzung des perivaskulären Raums. Damit spielen Astrozyten eine zentrale Rolle bei der Regulation des Stoffaustauschs und sind maßgeblich am glymphatischen System beteiligt.
Ausgehend vom Liquor-gefüllten Raum zwischen den Hirnhäuten (Subarachnoidalraum) strömt frischer Liquor entlang der Arterien in die perivaskulären Räume und dringt von dort aus in tiefere Hirnregionen vor. Die Endfüßchen der Astrozyten sind reich an Wasserkanälen, den sogenannten Aquaporin-4-Kanälen. Über diese wird der Liquor in das Hirngewebe geleitet, wo er sich mit der interstitiellen Flüssigkeit vermischt und Stoffwechselabfälle aufnimmt. Der nun mit Abbauprodukten angereicherte Liquor wird anschließend entlang der perivaskulären Räume der Venen wieder abtransportiert.
Die zweite Stufe der Entsorgung übernimmt tatsächlich die Lymphe: Entgegen früherer Annahmen gibt es Lymphgefäße, die speziell für das Gehirn zuständig sind. Sie verlaufen in den Hirnhäuten und leiten die Flüssigkeit zu den Lymphknoten im Nacken.
Dieses ausgeklügelte System ist äußerst effizient – und besitzt noch weitere interessante Eigenschaften: Der Flüssigkeitsstrom wird vom Herzschlag angetrieben. Mit jeder Pulswelle, die die Arterien durchläuft, wird der Liquor tiefer ins Hirngewebe gedrückt, wobei die Gefäßwände wie eine Pumpe wirken. Zusätzlich unterstützen die Atembewegungen den Transport, da jeder Atemzug den Druck im Schädel leicht verändert.
Im Oktober 2024 gelang es US-amerikanischen Forschenden erstmals, diesen Prozess auch im menschlichen Gehirn sichtbar zu machen. Hierfür injizierten sie vier Patienten ein inertes Kontrastmittel welches in der Magnetresonanztomografie (MRT) die perivaskulären Flüssigkeitswege im Gehirn sichtbar machte.
Während das Lymphsystem kontinuierlich arbeitet, gibt es im Gehirn tageszeitabhängige Unterschiede. Tagsüber sind die Nervenzellen aktiv und eng gepackt – schließlich müssen sie den gesamten Organismus steuern. Nachts hingegen schrumpfen die Neuronen, und der Raum zwischen den Zellen (Interstitium) vergrößert sich um bis zu 60 Prozent.
Besonders während des Tiefschlafs – den Non-REM-Phasen – wird das Gehirn dadurch intensiv »durchgespült« und von Stoffwechselabfällen gereinigt. Verantwortlich ist unter anderem Noradrenalin: Dieses Hormon, das bei Stress ausgeschüttet wird, lässt die Zellen größer werden und reduziert so tagsüber den Interzellularraum.
Es scheint, dass die Schlafposition einen messbaren Unterschied macht, wie bereits 2015 US-amerikanische Forschende in der Fachzeitschrift Journal of Neuroscience berichteten. In einem Tierversuch beobachteten sie mithilfe eines speziellen MRT-Verfahrens, dass der glymphatische Transport in Seitenlage am effizientesten verläuft – besser als in Rücken- oder Bauchlage.
Ein chronischer Schlafmangel kann dazu führen, dass Proteinreste und Zellabfälle im Gehirn nicht ausreichend beseitigt werden. Interessanterweise gehen neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer-Demenz oder Morbus Parkinson häufig Schlafstörungen voraus. Diese treten also offenbar nicht nur als Symptom auf, sondern könnten potenziell auch einen erheblichen Risikofaktor für die Entstehung solcher Erkrankungen darstellen.
So ist beispielsweise das β-Amyloid, das bei der Alzheimer-Krankheit aggregiert, eigentlich ein normales Nebenprodukt des Stoffwechsels. Wissenschaftler vermuten, dass ein vermindertes Durchspülen des Gehirns durch das glymphatische System die Ansammlung dieses potenziell neurotoxischen Proteins begünstigen oder sogar mit verursachen könnte.
Ähnliches gilt für Morbus Parkinson: »Schlaf spielt bei Morbus Parkinson sowohl als Biomarker für frühe Krankheitsanzeichen als auch als therapeutisches Ziel eine zentrale Rolle«, erklärte Professor Dr. Joseph Claßen, zweiter Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Parkinson und Bewegungsstörungen (DPG), bei einer Online-Pressekonferenz zum Welt-Parkinson-Tag. So gelte insbesondere die Störung des Traumschlafes als ein frühes Warnzeichen der Erkrankung. Doch auch die Tiefschlafphasen seien bei der Parkinson-Krankheit massiv gestört.
Bei Morbus Parkinson trägt das Protein α-Synuklein maßgeblich zum Untergang dopaminerger Neuronen bei. Eine verringerte Clearance dieses Proteins steht im Verdacht, das Fortschreiten der Erkrankung zu begünstigen.
Die Entdeckung des glymphatischen Systems lässt Hoffnung aufkommen: Eine Verbesserung der Gehirn-Clearance könnte ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Therapien sein. So versuchen Wissenschaftler beispielsweise, die Funktion der Aquaporin-4-Kanäle zu modulieren oder mithilfe nicht invasiver Verfahren – etwa Ultraschall – die Clearance zu steigern. Diese Ansätze befinden sich jedoch noch im experimentellen Stadium und beruhen bislang überwiegend auf Erkenntnissen aus Labor- und Tierstudien.
An erster Stelle zur Prävention neurodegenerativer Erkrankungen steht jedoch eine gute Schlafqualität, insbesondere die Förderung der Tiefschlafphasen. Neben einer sorgfältigen Schlafhygiene tragen auch regelmäßige Bewegung, eine ausgewogene Ernährung und eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr dazu bei.
Einen neuen therapeutischen Ansatz könnten hierbei die sogenannten DORAs (Dual Orexin Receptor Antagonists) darstellen – eine neue Klasse von Schlafmitteln, die die Schlafarchitektur weitgehend unbeeinflusst lassen. In Deutschland ist bislang Daridorexant zugelassen. Die Substanzen wirken als Antagonisten an den wachheitsfördernden Neuropeptiden Orexin A und B.
