Wie funktioniert das Gehirn bei Schizophrenie?

Die Gehirne von Patienten mit Schizophrenie funktionieren anders als die von Menschen ohne Erkrankung – aber wie? Forscher des ZI und der Universität von Philadelphia untersuchten mit Bildgebungsverfahren die Gehirnfunktionen auf Unterschiede und fanden überraschende Erkenntnisse, die sie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten. Der Artikel mit dem Titel „Dynamic brain network reconfiguration as a potential schizophrenia genetic risk mechanism modulated by NMDA receptor function“ erschien in dieser Woche.

Schizophrenie ist eine schwere und oft chronische Erkrankung, die das gesamte Gehirn zu betreffen scheint. Neuere Studien deuten darauf hin, dass der Botenstoff Glutamat bei Krankheitsentstehung und -verlauf eine zentrale Rolle spielt. Allerdings sind die neurobiologischen Mechanismen, die der veränderten glutamatergen Signalübertragung im Gehirn zugrunde liegen und so zu Veränderungen von Gedanken, Stimmung und Wahrnehmung führen, erst teilweise entschlüsselt.

Wissenschaftler  der Arbeitsgruppe Systemische Neurowissenschaften in der Psychiatrie (Leitung: Dr. Dr. Heike Tost) an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie (Ärztlicher Direktor: Professor Meyer-Lindenberg) und der Universität von Philadelphia haben nun einen möglichen Mechanismus gefunden, der erklären könnte, wie die beeinträchtigte Signalübertragung zwischen einzelnen Nervenzellen die Informationsverarbeitung und Zuverlässigkeit des gesamten Hirns beeinflusst. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie untersuchten sie bei Schizophrenen im Vergleich zu Gesunden, wie die Hirnregionen während einer Arbeitsgedächtnisaufgabe miteinander „sprechen“ und so ein Netzwerk bildeten. Dabei zeigte sich, dass die Gehirne von Schizophrenen weniger stabile Netzwerke ausbildeten.

Interessanterweise zeigten die Gehirne von den ebenfalls untersuchten Angehörigen von Schizophrenen, die nicht von der Krankheit betroffen waren, aber im Schnitt die Hälfte der Riskogene für die Erkrankung geerbt hatten, eine mittlere Stabilität zwischen den Gruppen von Gesunden und Erkrankten, was einen wichtigen Hinweis für den Einfluss von Genen auf die Netzwerkstabilität zeigt.

„Dies unterstützt unser Verständnis der genetischen Risikoarchitektur von Schizophrenie, hierbei zeigt sich ein deutlicher Fokus auf Gene, die in die glutamaterge Signalübertragung im Gehirn involviert sind“, sagt Heike Tost, Letztautorin der Studie. „Dieser Befund bekräftigt unseren Verdacht, dass die weniger stabilen Netzwerke  bei Erkrankten tatsächlich durch die Erkrankung selbst und nicht durch Begleitfaktoren wie zum Beispiel die Medikation verursacht wurden.“

Die Autoren der Studie gingen sogar noch einen Schritt weiter, um ihren Verdacht bezüglich der molekularen Grundlagen der Stabilität von Hirnnetzwerken zu erhärten. In einem weiteren Experiment benutzten sie die funktionelle Bildgebung unter Einfluss eines Wirkstoffes. Gesunde Probanden bearbeiteten dieselbe Arbeitsgedächtnisaufgabe und erhielten einen geprüften und wirksamen Hemmstoff der glutamatergen Signalübertragung namens Dextrometorphan. Im Vergleich zu der Placebo Bedingung zeigten auch gesunde Probanden nach der Gabe von Dextrometorphan weniger stabile Netzwerke, was den Hinweis auf einen begründeten Zusammenhang zwischen veränderter Glutamat-Signalübertragung und instabilen Netzwerken liefert.

“Diese Studie ist besonders interessant” fasst der Autor der Studie, Urs Braun, zusammen, “da erstmals die molekularen Ursachen für die Netzwerkveränderungen beschrieben werden, die wir bei der Schizophrenie sehen. Wir verstehen zunehmend, dass Schizophrenie eine Erkrankung dynamischer Hirnnetzwerke ist und brauchen dringend weitere Studien, die eine Verbindung herstellen, zwischen der molekularen, zellulären und systemischen Ebene der Hirnfunktion.“ Professor Meyer-Lindenberg ergänzt: “Eine Hauptmotivation unserer Forschung ist es, zu verstehen, wie Störungen der Dynamik in neuronalen Netzwerken bei psychiatrischen Patienten auftreten. Diese Studie liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis, wie die neuronalen Dynamiken durch glutamaterge Signale an den Synapsen beeinflusst werden und könnte so helfen, sinnvolle Ziele für die Entwicklung neuer Therapien zuliefern.“

Publikation:

Urs Braun, Axel Schäfer, Danielle S. Bassett, Franziska Rausch, Janina I. Schweiger, Edda Bilek, Susanne Erk, Nina Romanczuk-Seiferth, Oliver Grimm, Lena S. Geiger, Leila Haddad, Kristina Otto, Sebastian Mohnke, Andreas Heinz, Mathias Zink, Henrik Walter, Emanuel Schwarz, Andreas Meyer- Lindenberg and Heike Tost:

Dynamic brain network reconfiguration as a potential schizophrenia genetic risk mechanism modulated by NMDA receptor function – Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

doi:10.1073/pnas.1608819113

Kontakt:

Urs Braun

Zentralinstitut für Seelische Gesundheit J5, 68159 Mannheim

Tel.: +49(0)621 1703 6519

E-Mail: urs.braun@zi-mannheim.de

 

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Schizophrenie: Cannabis-Konsumenten erleiden häufiger Rezidive

London – Schizophrenie-Patienten, die nach der ersten Episode ihrer Psychose ihren Cannabis-Konsum fortsetzten, erlitten in einer prospektiven Beobachtungsstudie inLancet Psychiatry (2016; doi: 10.1016/S2215-0366(16)30188-2) deutlich häufiger ein Rezidiv als Patienten, die abstinent wurden. Besonders riskant könnte die Cannabis-Variante „Skunk“ sein, deren Gehalt an Tetrahydrocannabinol (THC) besonders hoch ist.

Zu den aktiven Wirkungen der Cannabis-Drogen können psychotische Symptome und kognitive Störungen gehören. Nach dem Rausch normalisiert sich die Hirnfunktion, doch viele Psychiater vermuten, dass ein häufiger Cannabis-Konsum die Entwicklung einer dauerhaften Psychose begünstigt. Auffällig ist ein hoher Cannabis-Konsum von Patienten, die mit der ersten Episode einer Schizophrenie hospitalisiert wurden.

Ein kausaler Zusammenhang ist freilich nicht erwiesen, und nach der sogenannten Selbstmedikationshypothese könnte der Cannabis-Konsum ein (letztlich fehlge­schlagener) Versuch der Patienten sein, ihre Symptome durch Cannabis zu lindern. Nach dieser Hypothese sollten Patienten, die nach der Entlassung aus der Klinik weiterhin Cannabis konsumieren, ein vermindertes Risiko auf ein Rezidiv der Psychose haben.

Das Gegenteil war allerdings der Fall in einer Gruppe von 256 Patienten, die Psychiater aus dem Süden Londons nach der ersten Episode ihrer Psychose betreuten. Die Patienten wurden in der Klinik intensiv nach ihrem Cannabis-Konsum befragt. Ein zweites Interview fand bei einer erneuten Hospitalisierung statt. Wie Tabea Schoeler vom King’s College und Mitarbeiter berichten, trat die zweite Episode der Patienten früher ein, wenn sie ihren Cannabis-Konsum nach der Entlassung aus der Klinik fortgesetzt hatten. Besonders riskant scheint hier der Konsum von „Skunk“ zu sein. Es handelt sich um eine Variante der Cannabis-Droge, die aus Pflanzen mit einem besonders hohen THC-Gehalt hergestellt wird.

Patienten, die täglich „Skunk“ konsumierten, hatten in einer multivariaten Analyse ein 3,28-fach erhöhtes Risiko auf ein Rezidiv. Bei ihnen war es in einem Zeitraum von etwa zwei Jahren 1,77-fach häufiger zu mehreren Rezidiven gekommen und sie benötigten 3,16-fach häufiger eine intensive psychiatrische Therapie. Diese Risiken bestanden, wenn auch etwas abgeschwächt, auch bei Patienten, die regelmäßig ihre Medikamente eingenommen hatten.

zum Thema

PDF der Studie in Lancet Psychiatry

Die Ergebnisse schließen nicht völlig aus, dass Patienten, bei denen die Medikamente nicht die erhoffte Wirkung erzielten, eher geneigt waren, den Drogenkonsum fortzu­setzen. Rachel Rabin von der Universität Toronto erscheint es jedoch wahrscheinlicher, dass der Drogenkonsum den Rückfall begünstigt hat. Für diesen kausalen Zusammen­hang spricht nach Ansicht der Editorialistin, dass Patienten, die THC-ärmere Varianten wie Haschisch konsumierten, ein geringes Rückfall-Risiko hatten. Haschisch hat einen niedrigeren THC-Gehalt. Die Konzentration von Cannabidiol (CBD) ist dagegen höher. CBD werden antipsychotische Eigenschaften nachgesagt.

Allerdings erkrankten in der Studie auch Haschisch konsumierende Patienten häufiger an einem Rückfall als solche, die keine Drogen einnahmen. Die Odds Ratio war jedoch geringer als bei „Skunk“-Konsumenten und nicht signifikant. Eine wissenschaftlicheEvidenz für eine ärztliche Empfehlung zum illegalen Haschisch-Konsum kann aus den Studienergebnissen sicher nicht abgeleitet werden. Rabin argumentiert aber, dass Haschisch das geringere Übel sein kann, wenn ein fortgesetzter Cannabis-Konsum zu erwarten ist.