Warum das Gehirn bei schweren Depressionen und Stress schrumpft

Schwere Depressionen oder chronischer Stress lassen, wie man aus Gehirnscans und Obduktionen weiß, das Gehirnvolumen schrumpfen, was zu emotionalen und kognitiven Beeinträchtigungen führt. Betroffen ist vor allem der dorsolaterale präfrontale Kortex. Bislang war aber nicht klar, wie dies geschieht und ob davon auch die Zahl der Synapsen und deren Funktion betroffen ist. Wissenschaftler der Yale University konnten nun zeigen, dass es einen "genetischen Schalter" gibt, der mehrere Gene steuert und dafür verantwortlich ist, dass die Zahl der Synapsen bei schweren Depressionen und chronischem Stress schrumpft.

Die Wissenschaftler haben, wie sie in ihrem Beitrag schreiben, der in Nature Medicine erschienen ist, Gehirngewebe von depressiven und nicht depressiven Patienten mit DNA-Microarrays nach bestimmten Genen und deren Expression sowie der Funktionen von Synapsen untersucht. Bei den schwer Depressiven waren zahlreiche synaptische Funktionen schwächer ausgeprägt, was beispielsweise die synaptische Stärke, das Wachstum der Axonen oder den Transport und die Freigabe von Proteinen in den synaptischen Vesikeln beeinträchtigt.

Überdies war die Expression von Genen, die für das Wirken und die Struktur von Synapsen notwendig sind, schwächer. Mindestens fünf dieser Gene (CALM2, SYN1, RAB3A, RAB4B, TUBB4), deren Genexpression deutlich bei Depressiven deutlich geringer als den Menschen in der Kontrollgruppe ist, werden von einem einzigen Transkriptionsfaktor (GATA1) gesteuert. Das ist, mit Ausnahme von TUBB4, auch bei gestressten Ratten der Fall.

Bei Ratten konnte auch beobachtet werden, dass mit der Aktivierung des "genetischen Schalters" GATA1 die Ratten depressionsähnliche Symptome etwa beim Schwimmtest zeigten, während mit der Gabe von Antidepressiva die Expression von GATA1 zurückging (nicht aber notwendigerweise die depressiven Symptome), was die Wissenschaftler so interpretieren, dass der Transkriptionsfaktor nicht nur beim Verlust von Synapsen und der Reduktion der Dendritenverzweigungen, sondern auch bei der Entstehung von depressiven Symptomen eine Rolle zu spielen scheint.

Für die Wissenschaftler belegen ihre Untersuchungen, dass sowohl Depression als auch Stress auf molekulare und zelluläre Mechanismen im Gehirn einwirken, die an dem bei Depressiven beobachteten Schrumpfen des Kortex beteiligt sind. Daraus könnten sich in Zukunft, wie sie hoffen, eventuell neue Ansätze für die Behandlung von Stress und Depression durch Medikamente oder Verhaltenstherapie ergeben, die die Rückbildung der synaptischen Funktionen und der Komplexität stoppen oder umkehren. Möglicherweise könnte man anhand von Genanalysen auch erkennen, welche Varianten von GATA1 das Risiko für eine Erkrankung an Depression erhöhen.