Stress im frühen Leben macht das Gehirn dauerhaft anfällig

Durch Stress in frühen Lebensphase können dauerhafte „Narben“ im Gehirn entstehen, die uns anfälliger für Stressbelastungen machen und so zu einem erhöhten Risiko für Angstzustände, Depressionen und andere affektive Störungen im Erwachsenenalter führen.

Forschende der Washington University School of Medicine in St. Louis und der Princeton University haben untersucht, über welche Mechanismen Stress im frühen Leben die Stressanfälligkeit im späteren Lebensverlauf beeinflussen kann. Die aufschlussreichen Ergebnisse sind in dem Fachmagazin „Neuron“ veröffentlicht.

Stress in der Kindheit

Viele Kinder sind durch Missbrauch oder andere traumatische Erlebnisse erheblichen Stressbelastungen ausgesetzt und gleichzeitig werden solche Erfahrungen mit einem erhöhten Risiko für psychische und körperliche Gesundheitsprobleme im Erwachsenenalter in Zusammenhang gebracht, erläutern die Forschenden.

Hohe Stressbelastungen in der Kindheit seien bekanntermaßen mit einer erhöhten Anfälligkeit für Angstzustände, Depressionen und andere affektive Störungen bei Erwachsenen verbunden. Doch wieso Traumata in der frühen Lebensphase diese langfristige Wirkung entfalten, bleibe bisher unklar.

Wie verändert Stress das Gehirn?

Anhand von Mäusen untersuchten die Fachleute daher, wie Traumata während der frühen Entwicklung das Gehirn physisch verändern und wodurch die erhöhte Empfindlichkeit für Stress im späteren Leben entsteht.

Insbesondere analysierten die Forschenden die Auswirkungen auf die Hirnregion namens ventrales Tegmentum, wo dopaminproduzierende Gehirnzellen für die Verarbeitung wichtiger Umweltreize zuständig sind, darunter Belohnungen und belastende Ereignisse.

Gene leichter aktivierbar

Bei Betrachtung des sogenannte Epigenoms in den dopaminproduzierenden Neuronen beobachtete das Team deutliche Veränderungen infolge der Stressbelastungen in der Kindheit, wobei die Gene in den Neuronen hierdurch langfristig leichter aktivierbar wurden.

Im Inneren der Zellen ist die DNA wie eine Spiralfeder aufgewickelt, wobei die DNA-Windungen um Histonproteine geschlungen sind. Ist die genetische Spirale zusammengedrückt, sind die darin enthaltenen Gene inaktiviert, erklärt die Studienautorin Dr. Catherine Jensen Peña von der Princeton University.

Wenn sich die DNA-Spirale ausdehnt und öffnet, werden die Gene leichter zugänglich und können aktiviert werden, so die Expertin weiter. Bei den Mäusen konnten die Fachleuten nun einen Prozess identifizieren, über den Traumata in der Jugend eine solche Öffnung der Spirale bewirken.

Entscheidendes Enzym identifiziert

In den Untersuchungen habe sich gezeigt, dass der Stress im frühen Leben bei den Mäusen zu erhöhten Konzentrationen des Enzyms SETD7 in den Dopamin-Neuronen führte und dieses Enzym trage dazu bei, eine chemische Markierung (H3K4me1) an der genetischen Spirale anzubringen.

Diese Markierung signalisiert, dass sich die Struktur entfalten soll, was wiederum die Zelle empfänglicher für Umwelteinflüsse macht, so Peña. In weiteren Untersuchungen habe sich gezeigt, dass die künstliche Erhöhung von SETD7 auch bei jungen, stressfreien Mäusen entsprechende Veränderungen der DNA-Struktur bewirkte.

Bei diesen Tieren waren die stressreaktiven Gene in den dopaminproduzierenden Gehirnzellen ebenfalls leichter aktivierbar und sie zeigten über das gesamte Leben eine geringere Stresstoleranz sowie ein ängstlicheres Verhalten, berichten die Forschenden.

Wurde jedoch verhindert, dass das Enzym SETD7 übermäßig viele H3K4me1-Markierungen an der DNA-Spirale anbrachte, blieb diese auch nach der Stressbelastung im frühen Leben geschlossen und die Mäuse waren im späteren Leben widerstandsfähiger gegen Stress, so die Fachleute weiter.

Trotz Stresserfahrungen in der frühen Lebensphase seien Mäuse mit gedrosseltem SETD7-Spiegel auch bei späteren Stressbelastungen ebenso sozial und erkundungsfreudig geblieben wie nicht gestresste Mäuse, und die Aktivität ihrer Dopamin-Neuronen habe sich nicht verändert.

Bislang unbekannter Prozess entschlüsselt

„Wir haben einen neuen biologischen Prozess aufgedeckt, der belastende Erfahrungen in der frühen Lebensphase mit der langfristigen Anfälligkeit für psychische Erkrankungen verknüpft“, erläutert die Studienautorin Prof. Dr. Meaghan Creed von der Washington University School of Medicine.

Die Untersuchung belege „eine physische Narbe, die ein Trauma während der Entwicklungsphase im Inneren der Gehirnzellen hinterlässt.“ Dies eröffne allerdings auch einen biologischen Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Behandlungen und Interventionsmaßnahmen.

Hoffnungen auf neue Therapieoptionen

„Derzeit gibt es keine Behandlungsmöglichkeiten für die Auswirkungen von Stress in der frühen Lebensphase auf das Gehirn – unter anderem deshalb, weil uns bislang ein klares Bild der molekularen Mechanismen fehlte, an denen man ansetzen könnte“, ergänzt Dr. Peña.

Nun sei ein Mechanismus aufdeckt, der erklären könne, warum die Auswirkungen von Stress sowohl latent als auch weitreichend sind, und dieser biete einen vielversprechenden Ausgangspunkt, um die langfristigen Folgen der Stressbelastungen im frühen Leben zu vermeiden. (vb)