Warum entwickeln manche Menschen bei chronischem Stress Angstzustände und depressive Symptome, während andere sich widerstandsfähig zeigen? Ein Protein, das als Cannabinoid-Rezeptor fungiert und in der Struktur vorhanden ist, die den Austausch zwischen Blutkreislauf und Gehirn kontrolliert, könnte Teil der Antwort sein, so eine in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie.
Stressresistenz hängt mit CB1-Rezeptoren zusammen
„Das Protein mit der Bezeichnung Cannabinoidrezeptor Typ 1 (CB1) ist Teil der Blut-Hirn-Schranke, einer dynamischen Struktur, die das Gehirn schützt, indem sie den Durchgang von Molekülen zwischen dem Blutkreislauf und dem Gehirn reguliert“, erklärt Studienleiterin Caroline Ménard, Professorin an der medizinischen Fakultät der Université Laval und Forscherin am CERVO Brain Research Centre. Bei chronischem sozialem Stress ist die Integrität dieser Schranke gestört, Entzündungsmoleküle gelangen ins Gehirn, und es treten Angstzustände und depressive Symptome auf.“
CB1-Rezeptoren kommen in großer Zahl in Neuronen vor, aber auch in Astrozyten, sternförmigen Zellen, die die Kommunikation zwischen den Blutgefäßen und den Neuronen des Gehirns ermöglichen. Astrozyten sind ein wesentlicher Bestandteil der Barriere. Die Forscher haben festgestellt, dass Mäuse, die stressresistent sind, mehr CB1-Rezeptoren in der Barriere haben als Mäuse mit depressionsähnlichem Verhalten oder Mäuse, die keinem Stress ausgesetzt waren. Das brachte sie auf die Idee, die Rolle der astrozytären CB1-Rezeptoren bei der Reaktion auf chronischen Stress zu untersuchen.
Neue Wege, um Angstzustände und depressive Symptome zu reduzieren
Das Forschungsteam induzierte zunächst eine Erhöhung der CB1-Rezeptor-Häufigkeit in den Astrozyten von Mäusen, indem es einen viralen Vektor entwickelte, der das genetische Material, das für den CB1-Rezeptor kodiert, sowie einen Mechanismus enthielt, der seine Expression nur auf Astrozyten beschränkte. Nach der Injektion erhöhte dieses Virus die CB1-Rezeptordichte in den Astrozyten der Mäuse, nicht jedoch in ihren Neuronen. Diese Mäuse wurden dann chronischem sozialem Stress ausgesetzt. Jeden Tag wurden sie fünf Minuten lang in direkten Kontakt mit einem dominanten Männchen gebracht. Die restliche Zeit war eine durchsichtige Trennwand im Käfig. Die Mäuse konnten ihren Peiniger sehen, ohne dass es zu einer körperlichen Interaktion kam, sodass es sich im Wesentlichen um psychosozialen Stress handelte.
Drei Wochen nach den Injektionen hatte sich die Anzahl der CB1-Rezeptoren in den Astrozyten der Mäuse in der Versuchsgruppe mehr als verdoppelt. „Bei diesen Mäusen war die Grundangst – die ohne Stress beobachtet wurde – reduziert, ebenso wie die durch sozialen Stress ausgelösten Angstsymptome und depressionsähnlichen Verhaltensweisen. Die Überexpression von CB1-Rezeptoren führt zu Resilienz, indem sie die Gefäßgesundheit im Gehirn fördert“, fasst die Forscherin zusammen. Andere Experimente des Teams zeigten, dass Mäuse, die Zugang zu einem Laufrad hatten oder Antidepressiva erhielten, ebenfalls einen höheren CB1-Rezeptorspiegel in ihren Astrozyten aufwiesen. Darüber hinaus bestätigte die Untersuchung menschlicher Gehirne der Douglas-Bell Canada Brain Bank in Montreal den Zusammenhang zwischen CB1-Rezeptoren und depressiven Symptomen.
Die Forscher konnten feststellen, dass der Gehalt an CB1-Rezeptoren in Astrozyten bei Menschen mit schwerer Depression zum Zeitpunkt des Todes niedriger war als bei Menschen ohne Depression oder bei Menschen, die mit Antidepressiva behandelt wurden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Moleküle, die in der Lage sind, CB1-Rezeptoren in Astrozyten zu aktivieren, eingesetzt werden könnten, um Angstzustände und depressive Symptome zu reduzieren und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Stress zu erhöhen. Die Herausforderung besteht laut Ménard jedoch darin, ihre Wirkung auf Astrozyten zu beschränken, da eine starke und anhaltende Aktivierung derselben Rezeptoren in Neuronen Nebenwirkungen haben kann, insbesondere in Bezug auf Wachsamkeit, Angst und Appetit. Bis sie ein Molekül finden, das spezifisch auf CB1-Rezeptoren in Astrozyten wirkt, können die Forscher die negativen Auswirkungen von Stress abmildern, indem sie die schützende Wirkung von körperlicher Aktivität nutzen.
Lässt sich Stress vorhersagen?
Obwohl Stressresilienz ein viel diskutiertes Konzept ist, ist es immer noch sehr schwierig, die individuelle Reaktion von Menschen auf erhöhte Stressniveaus vorherzusagen. Laborexperimente können nur begrenzt dazu verwendet werden, jenen chronischen Stress zu reproduzieren, den viele Menschen in ihrem Alltag erleben, da der im Labor simulierte Stress immer in der Belastungszeit und -intensität begrenzt ist. In einer Studie haben Wissenschaftler der Universität Zürich jedoch ein objektives neurobiologisches Maß ermittelt, das die Stressreaktion einer Person vorhersagen kann. Vor Beginn ihres Praktikums erhielten Probanden eine Aufgabe, bei der sie widersprüchliche Informationen verarbeiten mussten.
Diese Konfliktaufgabe aktiviert das Locus-coeruleus-Noradrenalin-System (LC-NE), eine Hirnregion, die mit der Regulierung unserer Stressreaktion und der Konfliktlösung in Verbindung gebracht wird. Die Intensität der LC-NE-Aktivierung – oft als „Feuerrate“ bezeichnet – variiert jedoch von Person zu Person. So zeigten Probanden mit einer höheren LC-NE-Reaktionsfähigkeit nach ihrem Praktikum in der Notaufnahme mehr Symptome von Angst und Depression. Je reaktionsfreudiger das LC-NE-System ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass eine Person Symptome von Angst und Depression entwickelt, wenn sie anhaltendem Stress ausgesetzt ist. Dies ist der erste Nachweis, dass beim Menschen Unterschiede in der LC-NE-Reaktionsfähigkeit als Indikator für Stressresilienz verwendet werden können.