Medizin am Abend Berlin Fazit: Individuelle Stressempfindlichkeit, Zuckerstoffwechsel und Gehirnfunktion hängen zusammen
Wissenschaftler der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der
Universitätsmedizin Mainz und des Deutschen Resilienz-Zentrums Mainz
(DRZ) haben Störung im Zuckerstoffwechsel des Gehirns als Ursache für
stressbedingte Lern- und Gedächtnisstörungen im Tiermodell
identifiziert.
Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der
hochrangigen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of
Sciences (PNAS) veröffentlicht.
-
Insbesondere chronischer Stress gilt als ein Risikofaktor für die
Entwicklung psychischer Erkrankungen wie beispielsweise depressive
Störungen.
- Zudem kann er sich negativ auf den Stoffwechsel und besonders
auf den Zuckerstoffwechsel auswirken.
Nun haben Wissenschaftler der
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universitätsmedizin Mainz
und des Deutschen Resilienz-Zentrums Mainz (DRZ) im Tiermodell
untersucht, ob Stress, eine Störung des Zuckerstoffwechsels und
psychische Symptome direkt und ursächlich miteinander verknüpft sind.
Ihre Untersuchungen zeigten, dass sich in zeitlichem Zusammenhang mit
Stress eine Störung des Glukosestoffwechsels entwickeln kann, und zwar
sowohl im Blut als auch im Gehirn.
- Demnach kann eine stressinduzierte
Störung des Zuckerstoffwechsels mit der Entstehung von stressabhängigen
psychischen Erkrankungen zusammenhängen.
Die Ergebnisse sind in der
aktuellen Ausgabe der hochrangigen Fachzeitschrift Proceedings of the
National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Das menschliche Gehirn benötigt selbst unter Ruhebedingungen sehr viel
Energie:
- Die benötigte Menge beträgt das Zehnfache der Energiemenge, die
alle übrigen Körperorgane zusammen verbrauchen.
Die Hirnfunktionen sind
damit in hohem Maße abhängig von einer optimalen Energiezufuhr.
Die
Aufnahme der Zuckerart Glukose aus dem Blut ist dabei besonders wichtig.
- Wenn sich das Gleichgewicht des Glukosestoffwechsels auch nur
geringfügig verändert, reagiert das Gehirn sehr empfindlich.
Warum führt chronischer Stress bei manchen Personen zur Entwicklung
psychischer Symptome, wie beispielsweise zu depressiver Stimmung oder
einer Funktionsstörung des Gedächtnisses, während andere Menschen unter
identischen Lebensbedingungen gesund bleiben und seelisch
widerstandsfähig, also resilient sind?
Welche Rolle spielt chronischer
Stress für die Entwicklung einer stressabhängigen Veränderung des
Zuckerstoffwechsels, dem sogenannten Glukosestoffwechsel? Und sind
Stress, Glukosestoffwechsel und psychische Veränderungen möglicherweise
sogar ursächlich miteinander verknüpft? Diesen Fragen widmeten sich
Wissenschaftler einer Arbeitsgruppe um Univ.-Prof. Dr. Marianne Müller,
Leiterin Translationale Psychiatrie der Klinik für Psychiatrie und
Psychotherapie der Universitätsmedizin Mainz, gemeinsam mit
interdisziplinären Kooperationspartnern.
Für die hier vorgestellte Studie beobachteten die Forscher in einem
Tiermodell für sozialen Stress über längere Zeit die Veränderungen im
Glukosestoffwechsel.
Sie konnten zeigen, dass sich in zeitlichem
Zusammenhang mit Stress sowohl im Blut als auch in jenen Gehirnarealen,
die für Lernen und Gedächtnisfunktionen verantwortlich sind, eine
Störung des Glukosestoffwechsels entwickeln kann: Die gestressten Tiere
wiesen erhöhte Blutzuckerwerte und eine deutliche Störung der
Glukoseregulation im Gehirn auf – und das sogar noch nach Beendigung der
Stressphase. Für ihre Forschungen nutzten die Wissenschaftler den aus
der Diabetesbehandlung bekannten SGLT-2-Hemmer Empagliflozin. Dieser
sorgt dafür, dass vermehrt Glukose
mit dem Urin ausgeschieden wird,
wodurch der Blutzuckerspiegel sinkt. Durch die Behandlung mit
Empaglifozin normalisierte sich die Störung des Glukosestoffwechsels.
Bei der detaillierten Auswertung der Daten machten die Mainzer
Wissenschaftler aber eine interessante Entdeckung:
Nicht alle Tiere
reagierten gleich stark. Innerhalb der Gruppe der gestressten Tiere gab
es Untergruppierungen.
So beobachteten sie sehr empfindliche, so
genannte suszeptible Tiere, die auf den Stress mit einer deutlichen
Störung des Glukosestoffwechsels, konkret mit einer erhöhten
Glukosekonzentration, reagierten.
Diese ging mit einer Störung der
Gedächtnisfunktion einher.
Eine andere Untergruppe, jene der resilienten
Tiere, zeigte hingegen keine nennenswerten Veränderungen und schnitt in
den Untersuchungen ähnlich gut ab wie die Kontrollgruppe.
Wie die Wissenschaftler zudem herausfanden, ging mit der Behandlung mit
Empagliflozin nur in der suszeptiblen Untergruppe von Tieren eine
verbesserte Gedächtnisleistung einher. In der Untergruppe der
„resilienten“ Tiere, bei denen der Stress keine erhöhte
Glukosekonzentration ausgelöst hatte, führte die Gabe von Empagliflozin
hingegen sogar zu schlechteren Gedächtnisleistungen.
„Diese Ergebnisse verdeutlichen, wie wichtig eine Bewertung der
individuellen Faktoren im Rahmen therapeutischer Entscheidungen ist.
Durch den frühzeitigen Einsatz von personalisierter, also einer
individuell maßgeschneiderten Medizin lassen sich möglicherweise
Spätfolgen von Stress vermindern.
Da auch Menschen auf widrige
Lebenssituationen in unterschiedlichem Maße verletzlich (vulnerabel)
oder seelisch widerstandsfähig (resilient) reagieren, sind Erkenntnisse
über einen ursächlichen Zusammenhang dieser Faktoren von hoher
medizinischer Relevanz.
Dies unterstreicht auch die Tatsache, dass
Stress und psychische Erkrankungen in der Bevölkerung immer weiter
verbreitet sind“, erklärt Univ.-Prof. Dr. Marianne Müller, Leiterin
Translationale Psychiatrie der Universitätsmedizin Mainz, in deren
Arbeitsgruppe die Studie gemeinsam mit interdisziplinären
Kooperationspartnern durchgeführt wurde.
„In der vorliegenden Studie haben wir uns zu Nutze gemacht, dass es bei
Mäusen ähnlich ist wie beim Menschen:
Ein Teil der Tiere reagiert
relativ
gelassen auf chronischen Stress, während eine andere Gruppe
durch den Stress deutliche Verhaltensänderungen und insbesondere eine
Störung ihrer Gedächtnisleistung aufweist.
Für uns ist es wichtig zu
hinterfragen, ob unsere Befunde auch auf den Menschen übertragbar sind.
Es gilt herauszufinden, ob wir durch unsere Erkenntnisse dazu beitragen
können, die Therapiemöglichkeiten für stressassoziierte Erkrankungen
langfristig zu verbessern“, erklären Dr. Michael van der Kooij und Tanja
Jene, beide gemeinsame Erstautoren der Studie.
Weitere Informationen zur Originalpublikation:
“Chronic social stress-induced hyperglycemia in mice couples individual
stress susceptibility to impaired spatial memory”; Michael A van der
Kooij, Tanja Jene, Giulia Treccani, Isabelle Miederer, Annika Hasch,
Nadine Voelxen, Stefan Walenta, Marianne Mueller;
PNAS published ahead of print October 9, 2018
https://doi.org/10.1073/pnas.1804412115
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Studierende der Medizin und Zahnmedizin werden in Mainz ausgebildet. Mit
rund 7.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die
Universitätsmedizin zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und
ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im
Internet unter www.unimedizin-mainz.de
Originalpublikation:
“Chronic social stress-induced
hyperglycemia in mice couples individual stress susceptibility to
impaired spatial memory”; Michael A van der Kooij, Tanja Jene, Giulia
Treccani, Isabelle Miederer, Annika Hasch, Nadine Voelxen, Stefan
Walenta, Marianne Mueller;
PNAS published ahead of print October 9, 2018
https://doi.org/10.1073/pnas.1804412115
