Bij mensen met de ziekte van Alzheimer is in het hersenweefsel een drietal afwijkingen herkenbaar. Deze afwijkingen zorgen ervoor dat hersencellen sterven (hersenatrofie), waaronder hersencellen die gebruikmaken van de hersenen-transportstof (zogenaamde neurotransmitter) acetylcholine (zie hoofdstuk ‘Wat is het geheugen?’). Al deze microscopische veranderingen komen ook voor bij normale veroudering, maar dan minder in aantal. Ook worden enkele van deze veranderingen gezien bij andere vormen van dementie, maar dan minder vaak en op andere plaatsen in de hersenen.
Bij de ziekte van Alzheimer zijn de drie microscopische afwijkingen het gevolg van een ophoping van twee schadelijke soorten eiwit:
• ß-amyloïd eiwit tussen de hersencellen (seniele plaques);
• ß-amyloïd eiwit in de wand van bloedvaten (congofiele angiopathie);
• tau-eiwit in de zenuwvezels (neuro fibrillaire tangles).

Amyloïd eiwit tussen de hersencellen (seniele plaques)
Seniele plaques (letterlijk ouderdomsvlekken) zijn kleine hoopjes eiwit tussen de hersencellen, die onder de microscoop zichtbaar zijn. Deze hoopjes bestaan uit het kleine eiwit ß-amyloïd. ß-Amyloïd wordt ook bij gezonde mensen continu aangemaakt in de hersenen en wordt ook teruggevonden in het hersenvocht (liquor). ß-Amyloïd kent verschillende vormen: een oplosbare vorm en een niet-oplosbare vorm (fibrillen).
ß-Amyloïd ontstaat uit een groter eiwit het ß-app (Beta Amyloïd Precursor Protein). Bij gezonde mensen ontstaat uit het ß-app voornamelijk oplosbaar ß-amyloïd. Bij patiënten met de ziekte van Alzheimer niet. Bij de afbraak van ß-app ontstaan bij de ziekte van Alzheimer veel fibrillen, die de seniele plaques vormen. Deze plaques zijn giftig voor hersencellen, waardoor deze hersencellen uiteindelijk sterven.
De vorming van deze plaques verloopt zeer traag en begint al tien tot twintig jaar vóórdat ziekteverschijnselen zich openbaren, in de hersenen te ontstaan. Men neemt dan ook aan dat de afzetting van ß-amyloïd de belangrijkste oorzaak van de ziekte van Alzheimer is. Deze afzetting of ophoping zet in de hersenen een keten van processen in gang die uiteindelijk leiden tot de ziekte van Alzheimer. Men spreekt daarom ook wel van de ‘amyloïd cascadehypothese’.
De aangerichte schade aan de hersenen beperkt zich niet tot de delen die met het geheugen te maken hebben. Ook andere delen van de hersenen kunnen aangetast worden, waardoor bijvoorbeeld stoornissen in het gedrag (bijvoorbeeld agitatie) en het bewegen kunnen ontstaan.

Amyloïd eiwit in de wand van bloedvaten (congofiele
angiopathie)
Bij de ziekte van Alzheimer vindt afzetting van het eiwit ß-amyloïd niet alleen plaats in de hersenen, maar ook in de wanden van de bloedvaten. Deze plaatselijke afzetting wordt ‘congofiele angiopathie’ genoemd (letterlijk: bloedvatafwijkingen die met de kleurstof congo zichtbaar worden). Het is niet duidelijk of het kleine eiwit ß-amyloïd de binnenbekleding van de bloedvaten zelf beschadigt of dat ß-amyloïd neerslaat in de bloedvaten die al door andere factoren beschadigd zijn. Dit laatste lijkt waarschijnlijker, omdat het hebben van hoge bloeddruk en hoog cholesterol op middelbare leeftijd een risico is om later de ziekte van Alzheimer te krijgen.

Tau-eiwit in de zenuwvezels (neurofibrillaire tangles)
De derde kenmerkende afwijking bestaat uit kleine kommavormige draadjes, die we onder de microscoop in veel zenuwvezels kunnen waarnemen als de 'neuro fibrillaire degeneratie' (letterlijk: draadvormige zenuwontaarding). Het tau-eiwit komt ook bij gezonde mensen voor in de hersenzenuwen, waar het een functie heeft in het verstevigen van de zenuwcellen. Het tau-eiwit wordt ook teruggevonden in het hersenvocht (liquor). Bij de ziekte van Alzheimer komt een speciale vorm van het tau-eiwit meer voor, namelijk het gefosforyleerde tau-eiwit. Recent onderzoek suggereert dat de aanwezigheid van het amyloïdeiwit buiten de cellen via een nog onbekend mechanisme tau-eiwit binnen de cellen doet ontstaan. Zolang dit tau-eiwit niet ontstaat, lijken de hersencellen niet af te sterven. Als het tau-eiwit wel ontstaat, dan kan die zenuwvezel niet meer normaal functioneren. Uiteindelijk sterft hij dan.