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Depression – gestörte Formbarkeit des Gehirns?

Sie hält sich hartnäckig, die sogenannte Monoamin-Hypothese. Vermutlich auch, weil Pharmafirmen gut mit ihr verdienen. Aber zahlreiche Studien belegen heute: Der Mangel an Botenstoffen wie Serotonin ist wahrscheinlich gar nicht die biologische Grundlage einer Depression. Auch die Arbeiten von Dr. Claus Normann und seinem Forscherteam von der Universitätsklinik Freiburg zeigen immer deutlicher, was in den Gehirnen von Betroffenen stattdessen falsch reguliert wird: die Plastizität. Das deckt sich mit vielen klinischen Befunden. Und hat eine molekulare Grundlage, die in ferner Zukunft vielleicht sogar beeinflusst werden könnte.

Was passiert an den Neuronen während einer Depression? © Claus Norman

Vorsichtig geschätzt erleiden etwa zehn Prozent aller Frauen und fünf Prozent aller Männer im Verlauf ihres Lebens eine Depression. Rund 11.000 Suizide gehen in Deutschland jährlich auf das Konto der psychischen Erkrankung – mehr als bei AIDS, Verkehrsunfällen und Morden zusammen. Experten sehen die Krankheit mit all ihren sekundären Folgen wie Arbeitszeitausfällen oder Behandlungskosten ökonomisch problematischer als Krebs oder Herzleiden. Trotzdem ist sie noch immer schlecht therapierbar, die gängigen Antidepressiva bewirken nur bei 30 Prozent aller Patienten eine vollständige Remission. Die Medikamente müssten dringend optimiert werden. Aber dazu müssten Wissenschaftler wissen, wie sie überhaupt wirken.

Ein altes Märchen?

Dass Antidepressiva helfen, wurde eher zufällig entdeckt. „Erste Forschungen ergaben nach diesem Fund, dass die Substanzen den Spiegel des Monoamins Serotonin im Gehirn anheben“, sagt Dr. Claus Normann von der Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie der Universitätsklinik Freiburg. „Noch heute glauben viele Menschen daher, dass ein Mangel des Neurotransmitters die Ursache für die Krankheit ist. Aber das stimmt vermutlich gar nicht.“ Erzeugen Forscher zum Beispiel einen künstlichen Mangel an Serotonin, dann löst das gar keine Depression aus. Und selbst wenn ein solcher Mangel eine Rolle spielen sollte, bleibt unklar, welche Auswirkung er auf molekularer Ebene hat. Immer mehr Forscher suchen deshalb nach neuen Ansatzpunkten.

Einen solchen verfolgen Normann und seine Mitarbeiter. Die Grundidee: Im Gehirn eines depressiven Menschen ist die synaptische Plastizität gestört – Reize, die normalerweise dauerhafte Veränderungen im Verhalten von Synapsen und ganzen Schaltkreisen auslösen würden, tun dies nicht mehr adäquat. Das Gehirn kann also nicht mehr lernen. Antidepressiva heben diese Störung der Hypothese zufolge zum Teil wieder auf. Reize, um die es im Normalfall geht, sind klinischen Studien zufolge vor allem Stress - wie der Verlust des Arbeitsplatzes, eine Trennung oder der Tod eines Kindes. Das depressive Gehirn kann sich daran nicht richtig anpassen.

Die Apparatur zur Messung elektrischer Ströme an Nervenzellen ist komplex. © Dr. Claus Normann

Neurobiologische Untersuchungen legen nahe, dass die Hypothese stimmen könnte. Bei Ratten etwa, die mehrere Wochen lang leichten Stressreizen ausgesetzt waren, ist die synaptische Übertragung dauerhaft abgeschwächt – ein Phänomen, das als Long Term Depression (LTD) bezeichnet wird. Es kommt vermutlich zustande, weil bestimmte Kanäle für das Ion Calcium bei Stress ihre Leitfähigkeit verändern und dadurch den Stromfluss an den Synapsen beeinträchtigen. „Dauerhaft gestresste Tiere sind hervorragende Modelle für die menschliche Depression“, sagt Normann. „Sie zeigen viele identische Symptome: Sie bewegen sich zum Beispiel weniger, sind sexuell weniger aktiv und essen schlechter.“ Normann und sein Team sind bei ihren Experimenten noch weiter gegangen: Sie gaben den gestressten Tieren Antidepressiva. Es zeigte sich, dass die LTD zurückging. „Das stützt die These, dass die Depression eine Störung in der funktionellen Plastizität der neuronalen Schaltkreise darstellt und dass Antidepressiva das wieder aufheben“, sagt der Forscher.

Schachbrettmuster und Hirnpotenziale

In Hirnschnitten kann man mit Elektroden (spitzes Gebilde) Ströme und Veränderungen messen. So lassen sich auch plastische Vorgänge nachweisen. © Claus Norman

Auch in Hirnschnitten erforschten die Freiburger die Zusammenhänge: Mit Hilfe von Elektroden stimulierten sie Neuronen mit physiologisch plausiblen Reizen, die normalerweise (etwa während des Lernens) plastische Vorgänge auslösen. Solche Reize, die normalerweise eine Abschwächung der synaptischen Übertragung auslösen sollten, wurden wirkungslos, wenn gleichzeitig ein Antidepressivum gegeben wurde. Und zwar, weil das Antidepressivum auf die Calcium-Kanäle einwirkte. Ein Störung dieser Kanäle könnte also eine der molekularen Grundlagen für die Depression darstellen.

Zur Zeit untersuchen Normann und Co. die Plastizitätshypothese auch an Menschen. Dazu messen sie in Kooperation mit dem Blicklabor von Prof. Dr. Michael Bach von der Universitätsklinik Freiburg sogenannte Visuell Evozierte Potenziale (VEP) von Gesunden und depressiven Patienten.

So werden Visuell Evozierte Potenziale (VEP) gemessen: Die Versuchsperson blickt auf ein Schachbrettmuster, Elektroden messen die Aktivität im visuellen Areal des Gehirns und übertragen sie an einen Computer. © Dr. Claus Normann

VEPs sind elektrische Signale aus dem visuellen Zentrum des Gehirns, die zustande kommen, wenn die Probanden optische Muster wahrnehmen. Die Freiburger Wissenschaftler zeigten ihren Versuchspersonen zum Beispiel Schachbrett-Muster, die sich sehr schnell abwechselten. Eine solche Reizung der Augen und damit der Sehnerven entspricht experimentellen Reizfolgen, die auch in Hirnschnitten langfristige Veränderungen an den Synapsen und damit Plastizität auslösen können. „Die VEPs unserer gesunden Probanden zeigten komplexe plastische Veränderungen“, sagt Normann. „Bei den depressiven Patienten waren diese Veränderungen zum großen Teil genau umgekehrt.“ Wo also bei Gesunden eine dauerhafte Erhöhung der elektrischen Übertragung auftrat, war diese bei den Kranken dauerhaft herabgesetzt und vice versa.

In Zukunft wollen Normann und seine Mitarbeiter die Zusammenhänge unter anderem auch auf der Verhaltensebene prüfen. Gibt es zum Beispiel eine Verbindung zwischen der gestörten Plastizität bei Depressiven und ihrer Lernfähigkeit, wie das klinische Beobachtungen der sogenannten depressiven Pseudodemenz nahe legen? Um das zu testen, wollen die Forscher spezielle Lerntests verwenden, die das Merken von Wortpaaren oder einfache Konditionierung abfragen. Weil die Plastizität im Gehirn molekulare Grundlagen hat, könnten die Experimente der Normann-Arbeitsgruppe in ferner Zukunft auch dazu beitragen, medikamentöse Eingriffe an den Synapsen von Patienten vorzunehmen. Noch ist die Plastizitäts-Hypothese jedoch eine reine Hypothese. Weitere Forschungen müssen sie bestätigen oder wiederlegen.

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