Stress: Ursachen und Folgen

Studie: Wie Stress das Gehirn verändert

Was passiert bei Stress und welche Folgen können Stresssituationen haben? Wissenschaftler der LSU Health New Orleans School of Medicine, haben in einer Studie aufgezeigt, wie Stress die Struktur des Gehirns verändert und ein potenzielles therapeutisches Behandlungsziel zur Vorbeugung oder Umkehrung von Stress aufdeckt.

Bei ihrer Forschungsarbeit mit einem Mausmodell fanden die Wissenschaftler heraus, dass ein einziges Stressereignis zu schnellen und lang anhaltenden Veränderungen in den sogenannten Astrozyten führt, den Gehirnzellen, die chemische Botenstoffe, die sogenannten Neurotransmitter, ausscheiden, nachdem sie Informationen zwischen Nervenzellen übertragen haben.

Die Stress-Episode führte dazu, dass die Äste der Astrozyten von den Synapsen – den Räumen, über die Informationen von einer Zelle zur anderen übertragen werden – weggeschrumpft sind.

Außerdem entdeckte das Forscherteam einen Mechanismus, der zu einer Unterbrechung der Zellkommunikation führte. Es stellte sich heraus, dass während eines Stressereignisses das Stresshormon Noradrenalin einen molekularen Weg unterdrückt, der normalerweise ein Protein, GluA1, produziert, ohne das Nervenzellen und Astrozyten nicht miteinander kommunizieren können.

Stress beeinflusst die Struktur und Funktion sowohl von Neuronen als auch von Astrozyten. Da Astrozyten die synaptische Übertragung direkt modifizieren können und maßgeblich am stressbedingten Verhalten beteiligt sind, ist den Forschern zu Folge die Verhinderung oder Umkehrung der stressbedingten Veränderung in Astrozyten eine denkbare Möglichkeit zur Behandlung stressbedingter neurologischer Störungen.

Die Forscher konnten einen molekularen Signalweg identifizieren, der die GluA1-Synthese und damit den Umbau der Astrozyten während einer Stress-Situation steuert. Diese Erkenntnis legt neue pharmakologische Angriffspunkte für eine mögliche Prävention oder Umkehr stressbedingter Veränderungen nahe, so die Forscher.

Da viele Signalwege im Laufe der Evolution weitgehend erhalten geblieben sind, könnten die molekularen Wege, die zum strukturellen Umbau der Astrozyten und zur Unterdrückung der GluA1-Produktion führen, auch bei Menschen auftreten, die ein belastendes Stress-Ereignis erleben.

Stress verändert die Gehirnfunktion und verursacht dauerhafte Veränderungen im menschlichen Verhalten und in der Physiologie. Die Erfahrung traumatischer Ereignisse kann zu neuropsychiatrischen Funktionsstörungen wie Angstzuständen, Depressionen und Drogenabhängigkeit führen. Die Erforschung der neurobiologischen Eigenschaften von Stress kann aufzeigen, wie Stress die neuronalen Verbindungen und damit die Gehirnfunktion beeinflusst. Dieses Wissen ist erforderlich, um Strategien zur Prävention oder Behandlung dieser häufigen stressbedingten neurologischen Störungen zu entwickeln, so die Forscher.

Neben Si-Qiong June Liu, Professor für Zellbiologie und Anatomie an der LSU Health New Orleans School of Medicine gehörten Crhistian Bender, Xingxing Sun, Muhammad Farooq, Quan, Yang, Caroline Davison, Matthieu Maroteaux, Yi-shuian Huang und Yoshihiro Ishikawa von der LSU Health New Orleans School of Medicine, Abteilung für Zellbiologie und Anatomie, Academia Sinica in Taipeh, Taiwan und der Yokohama City University Graduate School of Medicine in Yokohama, Japan, zu den Mitgliedern des Forschungsteams. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift JNeurosci, dem Journal of Neuroscience, veröffentlicht.

(Quelle: Louisiana State University Health Sciences Center / JNeurosci)

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