Frühkindlicher Stress verändert die VTA und erhöht langfristig die Anfälligkeit

Viele Erfahrungen aus der Kindheit wirken bis weit ins Erwachsenenalter nach und können die Gesundheit erheblich beeinflussen. Schätzungen zufolge erlebt mehr als die Hälfte aller Menschen in jungen Jahren irgendein belastendes Ereignis, das später psychische oder körperliche Probleme nach sich ziehen kann.

Das Ausmaß dieses Phänomens ist zwar bekannt, doch um etwas dagegen unternehmen zu können, müssen die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen besser verstanden werden.

Frühkindlicher Stress und die VTA

In einer neuen, in Neuron veröffentlichten Studie untersuchte ein Forschungsteam aus verschiedenen Teilen der USA bei Mäusen die ventrale tegmentale Area (VTA) genauer. Diese Hirnregion steuert den Botenstoff Dopamin und beeinflusst damit Reaktionen auf Belohnung, Motivation und Stress.

Die Forschenden stellten fest, dass Belastungen in jungen Jahren die in VTA-Neuronen aufgewickelte DNA so markieren, dass sie sich etwas leichter entspannen kann. Dadurch werden ihre Gen-Schalter besser zugänglich.

Zum Vergleich ziehen die Forschenden eine Spiralfeder, wie sie als Kinderspielzeug bekannt ist, heran.

Treten später im Leben weitere Stresssituationen auf, reagieren VTA-Neuronen und ihre Gene in diesem stärker entfalteten Zustand besonders ausgeprägt auf diese Erlebnisse. Das kann ein Dopamin-Ungleichgewicht und Beschwerden wie Angst auslösen.

„Wir haben einen neuen biologischen Prozess aufgedeckt, der die Erfahrung frühkindlicher Belastungen mit dieser langfristigen Anfälligkeit für psychische Erkrankungen verbindet“, sagt die Anästhesistin Meaghan Creed von WashU Medicine in St. Louis.

„Dieser Befund zeigt eine körperliche Narbe, die während der Entwicklung erlebte Traumata in Gehirnzellen hinterlassen, und liefert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern damit ein konkretes biologisches Ziel für die Entwicklung neuer Behandlungen und Interventionen.“

Wie SETD7 die Stressreaktion in VTA-Neuronen verändert

Die Belastung der Mäuse erhöhte laut dem Team die Menge eines Enzyms namens SETD7.

Mehr SETD7 führte zu einer größeren Zahl chemischer Markierungen mit der Bezeichnung H3K4me1. Diese Kennzeichnungen signalisieren, dass DNA in VTA-Neuronen für das Entfalten bereit ist.

Dadurch lassen sich Gene in diesen Dopamin produzierenden Zellen künftig leichter aktivieren.

Um diese Annahme weiter zu prüfen, steigerten die Forschenden SETD7 bei stressfreien Mäusen künstlich und blockierten das Enzym bei anderen Tieren, die belastende Erfahrungen durchliefen.

Wie erwartet ging mehr SETD7 bei ausgewachsenen Tieren mit einer geringeren Stresstoleranz und stärker ängstlichem Verhalten einher. Weniger SETD7 machte belastete Mäuse dagegen widerstandsfähiger als die Kontrollgruppe.

„Derzeit gibt es keine Behandlungen für die Auswirkungen frühkindlichen Stresses auf das Gehirn, auch weil wir bisher kein klares Bild davon hatten, welche molekularen Mechanismen angegangen werden müssen“, sagt die Neurowissenschaftlerin Catherine Jensen Peña vom Princeton Neuroscience Institute.

„Diese Arbeit ist spannend, weil sie einen eindeutigen Mechanismus offenlegt und zugleich erklärt, weshalb die Folgen von Stress sowohl verzögert als auch weitreichend sind.“

Diese Ergebnisse müssen noch beim Menschen bestätigt werden. Angesichts der bekannten biologischen Ähnlichkeiten zwischen Mäusen und Menschen sowie der vorhandenen Erkenntnisse zu belastenden Kindheitserfahrungen ist jedoch wahrscheinlich, dass ein vergleichbarer Prozess abläuft.

Mögliche Ansätze für Schutz und Behandlung

Da nun diese stressbedingten chemischen Markierungen bekannt sind, die in VTA-Gehirnzellen zurückbleiben, kann untersucht werden, wie sie gezielt beeinflusst und die damit verbundenen Anfälligkeiten möglicherweise verhindert werden könnten. Bis zur Entwicklung von Behandlungen dürfte es allerdings noch dauern.

Künftig wollen die Forschenden zudem klären, ob positive Erfahrungen – etwa ein früher Zugang zu sozialen Kontakten und Ernährung – auf dieselbe Gruppe von Neuronen vorteilhaft wirken können.

Auch mit diesem Bereich haben sich Tierstudien bereits befasst. Die Erkenntnisse könnten dabei helfen, Ansätze zu entwickeln, die über das gesamte Leben hinweg Schutz vor Stress aufbauen.

„Wenn wir in diesen sensiblen Entwicklungsphasen mit unterstützender Betreuung, Therapie oder sozialen Ressourcen eingreifen können, um Kinder abzufedern, könnten wir möglicherweise das Epigenom schützen – indem wir verhindern, dass die genetische Spiralfeder in einer offenen Position einrastet, und dem sich entwickelnden Gehirn vielleicht die Chance geben, natürliche Widerstandskraft aufzubauen“, sagt Peña.

Die Studie wurde in Neuron veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Fiona MacDonald auf Fakten geprüft und von Fiona MacDonald redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.