Stress nach der Geburt verursacht spätere Lernschwäche

Starker Stress kann sich negativ auf geistige Leistungen wie Lernen und Erinnern auswirken. Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie in München zufolge lernen Mäuse im Erwachsenenalter aber zusätzlich schlechter, wenn sie schon direkt nach der Geburt Stress ausgesetzt sind.

Maßgeblich verantwortlich für die dauerhafte Schädigung des Lern- und Erinnerungsvermögens ist das Neuropeptid Corticotropin-releasing Hormon (CRH). Das Peptid bewirkt Änderungen bei Zellhaftungsmolekülen wie Neurexin und Neuroligin. Als Folge ist die Bildung und Plastizität von Synapsen in bestimmten Hirnbereichen beeinträchtigt, so dass die Kommunikation zwischen Nervenzellen verringert ist.

Während der Entwicklung haben hohe Mengen an Stresshormon dramatische Auswirkungen auf das Gehirn, da viele Nervenverbindungen erst nach der Geburt ausgebildet werden. Deshalb haben die Forscher des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie untersucht, welche Veränderungen das bei Stress ausgeschüttete Neuropeptid CRH in dieser kritischen Entwicklungsphase im Gehirn von Mäusen auslöst. Dazu stressten sie Muttertiere und ihre Jungen, indem sie ihnen nicht ausreichend Nestmaterial zur Verfügung stellten. Mäuse, die so ab dem zweiten Tag nach ihrer Geburt für eine Woche aufwachsen, zeigen im Erwachsenenalter deutlich schlechteres Lern- und Erinnerungsvermögen.

Mathias Schmidt und seine Kollegen wiesen auf diese Weise nach, dass die Einbußen spezifisch durch die frühe nachgeburtliche Wirkung von CRH in der Hirnregion des Hippokampus ausgelöst werden – einem Lern- und Gedächtnisprozesse besonders wichtigem Gebiet. Werden genetisch veränderte Mäuse, die im Vorderhirn mehr CRH produzieren, unter diesen Bedingungen aufgezogen, lernen sie im späteren Leben schlechter. „Eine erhöhte CRH-Konzentration im Hippokampus kann also später Lerndefizite hervorrufen“, sagt Mathias Schmidt, Arbeitsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Psychiatrie. Gestresste Tiere, denen das Rezeptormolekül für CRH im Hippokampus fehlt und bei denen CRH dort nicht wirken kann, haben dagegen später keine Lernschwierigkeiten.

Die Forscher konnten zahlreiche Veränderungen im Hirngewebe der erwachsenen Tiere identifizieren. So zeigen die Nervenzellen untereinander weniger Synapsen, außerdem ist die Plastizität dieser Synapsen verringert. Beides führt zu einer geringeren Kommunikation zwischen den Zellen und könnte die Lern- und Gedächtniseinbußen erklären. Der Rückgang an Synapsen beruht möglicherweise auf geringeren Mengen an Neurexin und Neuroligin in den Nervenzellen. Die beiden Zellhaftungsmoleküle binden sich gegenseitig und verknüpfen Nervenzellen miteinander. Sie sind somit für die Bildung und Stabilisation von Synapsen unabdingbar. „In den Synapsen kommen Neurexin und Neuroligin gemeinsam mit den Rezeptoren von CRH vor, möglicherweise beeinflusst eine direkte Interaktion der beiden Systeme die Synapsen“, vermutet Schmidt.

Als nächstes wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob Hemmstoffe von CRH die durch Stress ausgelösten Vorgänge im Gehirn verhindern oder gar rückgängig machen können. „Dann könnten möglicherweise die bereits existierenden CRH-Antagonisten auch für die Behandlung frühkindlicher Traumata einsetzen werden“, sagt Mathias Schmidt.

Ansprechpartner
Dr. Barbara Meyer
Referentin für Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
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Originalveröffentlichung
Xiao-Dong Wang, Gerhard Rammes, Igor Kraev, Miriam Wolf, Claudia Liebl, Sebastian H. Scharf, Courtney J. Rice, Wolfgang Wurst, Florian Holsboer, Jan M. Deussing, Tallie Z. Baram, Michael G. Stewart, Marianne B. Müller and Mathias V. Schmidt

Forebrain CRF1 Modulates Early-Life Stress-Programmed Cognitive Deficits

The Journal of Neuroscience, September 21, 2011; 31(38):13625–13634