Kupfer kann zur Erhaltung der Gehirngesundheit nach einem Schlaganfall beitragen

Eine neue Studie zeigt die gehirnfördernde Wirkung von Kupfer: Die richtige Menge kann älteren Menschen helfen, fit zu bleiben, insbesondere nach einem Schlaganfall. Eine Beobachtungsstudie mit älteren Amerikanern ergab, dass eine höhere Kupferaufnahme über die Nahrung mit einer verbesserten kognitiven Funktion einhergeht, insbesondere bei Patienten mit Schlaganfall in der Vorgeschichte. Die Studie wurde in Scientific Reports veröffentlicht.

Voraussetzungen

Die Prävalenz kognitiver Beeinträchtigungen nimmt weltweit stetig zu, vor allem aufgrund der alternden Bevölkerung. Der kognitive Abbau ist ein wichtiges Merkmal aller Formen von Demenz, von leichten kognitiven Beeinträchtigungen bis hin zur Alzheimer-Krankheit.

Jüngsten Schätzungen zufolge wird die Zahl der Demenzkranken bis 2050 auf 152,8 Millionen ansteigen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, Strategien zur Verringerung des Risikos kognitiver Beeinträchtigungen zu entwickeln.

Die Nahrungsergänzung mit essentiellen Mikronährstoffen – Vitaminen und Mineralstoffen – gilt seit einigen Jahren als wertvoller Ansatz zur Verbesserung der kognitiven Funktionen und zur Vorbeugung von Demenz, insbesondere bei älteren Menschen. Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Ungleichgewicht bestimmter Mikronährstoffe wie Zink, Selen und Kupfer im Gehirn zu kognitiven Beeinträchtigungen und in der Folge zur Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen führen kann.

Kupfer ist ein wichtiger Mikronährstoff für die Entwicklung und Funktion des Nervensystems. Das Gehirn benötigt jedoch optimale Kupferwerte für eine normale Funktion: Ein Mangel kann neurologische Störungen verursachen, ein Überschuss kann zu oxidativem Stress und Neurodegeneration führen.

In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher die nichtlineare Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Kupferaufnahme über die Nahrung und der kognitiven Funktion bei Amerikanern im Alter von 60 Jahren und älter.

Methodik

Für die Studie wurden Daten von 2.420 Teilnehmern der National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) aus den Jahren 2011 bis 2014 analysiert. Die NHANES-Stichprobe ist repräsentativ für die erwachsene Bevölkerung der USA.

Informationen zur Kupferaufnahme über die Nahrung wurden aus zwei 24-Stunden-Fragebögen zur Erinnerung an die Ernährung gewonnen. Zur Beurteilung des Gedächtnisses und der exekutiven Funktionen absolvierten die Teilnehmer vier Tests zur kognitiven Funktion: den Test zum sofortigen und verzögerten verbalen Wortlisten-Erinnern (CERAD-IRT und CERAD-DRT), den Ziffernsymbol-Substitutionstest (DSST) und den Animal Verbal Fluency Test (AFT). Aus den Ergebnissen aller vier Tests wurde ein durchschnittlicher allgemeiner kognitiver Wert berechnet.

• CERAD-IRT und CERAD-DRT bewerteten die Fähigkeit, neue lexikalische Informationen zu erwerben.
• Der DSST maß die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung und die exekutive Funktion.
• Der AFT bewertete verbale und exekutive Fähigkeiten.

Wichtigste Ergebnisse

Teilnehmer mit der höchsten Kupferaufnahme über die Nahrung wiesen höhere kognitive Werte auf als diejenigen mit der niedrigsten Aufnahme. Die kognitive Funktion verbesserte sich mit zunehmender Kupferaufnahme allmählich, was auf eine positive, aber nichtlineare Dosis-Wirkungs-Beziehung hindeutet.

Forscher haben optimale Schwellenwerte für die Kupferaufnahme ermittelt:

• 1,63 mg/Tag für DSST;
• 1,42 mg/Tag für AFT;
• 1,22 mg/Tag für den allgemeinen kognitiven Score.

Bei einer Aufnahme unterhalb dieser Schwellenwerte wurde ein positiver Zusammenhang zwischen der Kupferaufnahme und der kognitiven Funktion beobachtet. Oberhalb der Schwellenwerte nahm der Zusammenhang eine umgekehrte L-Form an und verlor seine statistische Signifikanz. Dies deutet darauf hin, dass die Kupferaufnahme ab einem bestimmten Wert die kognitive Funktion nicht mehr verbessert.

Die Untergruppenanalyse zeigte, dass der positive Effekt von Kupfer auf den allgemeinen kognitiven Score bei Teilnehmern mit Schlaganfall in der Vorgeschichte besonders ausgeprägt war: Der Anstieg des allgemeinen Z-Scores der kognitiven Funktion war in dieser Gruppe statistisch signifikant (p für Interaktion = 0,009).

Bedeutung der Studie

Die Studie unterstreicht die Bedeutung einer ausreichenden Kupferzufuhr über die Nahrung zur Verbesserung der kognitiven Funktionen bei älteren Erwachsenen, insbesondere bei Schlaganfallpatienten.

Kupfer reguliert viele physiologische Prozesse: die Neurotransmittersynthese, die zelluläre Energieproduktion und den antioxidativen Schutz. Es dient als Cofaktor für eine Reihe von Enzymen, die an der Gehirnfunktion beteiligt sind. Eine Störung der Kupferhomöostase wird mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Wilson und Alzheimer in Verbindung gebracht.

Die positive Wirkung von Kupfer war besonders bei Teilnehmern mit einem Schlaganfall in der Vorgeschichte spürbar. Vorhandene Daten deuten zudem auf eine schützende Wirkung von Kupfer hin, die das Schlaganfallrisiko senkt und neuronale Schäden bei ischämischen Schlaganfällen reduziert.

Kupfer ist an der Funktion antioxidativer Enzyme beteiligt, reduziert die Bildung freier Radikale und verhindert oxidative Schäden an Lipiden im Gehirn. Es fördert außerdem den Übergang von Makrophagen von einem pro- zu einem entzündungshemmenden Phänotyp, was Neuroinflammationen vorbeugt und Neuroprotektion bietet, wodurch die kognitiven Fähigkeiten unterstützt werden.

Die Verbesserung der kognitiven Funktionen durch Kupfer wird auch mit seiner Rolle bei der Synthese des Neurotransmitters Acetylcholin in Verbindung gebracht, der für Lernen und Gedächtnis wichtig ist.

Insgesamt deutet die Studie darauf hin, dass eine optimale Kupferzufuhr (≈ 1,22 mg/Tag) die kognitiven Funktionen älterer Menschen, insbesondere nach einem Schlaganfall, verbessern kann. Zur Bestätigung dieser Ergebnisse sind randomisierte kontrollierte Studien erforderlich.

Aufgrund des Querschnittsdesigns der Studie und des möglichen Einflusses nicht berücksichtigter Ernährungs- und Verhaltensfaktoren ist es jedoch nicht möglich, kausale Zusammenhänge festzustellen.