Hippocampus-Dysfunktion: Ursachen und Folgen

Die Auswirkungen von Stress, insbesondere in der frühen Kindheit, auf das Gehirn sind ein wichtiges Forschungsgebiet. Die Fehlfunktion des Hippocampus, einer Hirnregion, die eine entscheidende Rolle beim Gedächtnis und der räumlichen Orientierung spielt, ist eine der Folgen, die im Zusammenhang mit traumatischen Erfahrungen und Stressoren untersucht werden.

Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS)

Die posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) ist eine psychische Erkrankung, die durch ein oder mehrere traumatische Ereignisse ausgelöst wird, die lebensbedrohlich sind oder bei denen schwere Verletzungen drohen oder die ein katastrophenartiges Ausmaß aufweisen. Zu diesen Ereignissen zählen beispielsweise körperliche oder seelische Gewalt, Vergewaltigung, Entführung, Terroranschlag, Krieg, das Erleben von Katastrophen und die Diagnose einer lebensbedrohlichen Krankheit. Die Ereignisse können an der eigenen Person, aber auch an fremden Personen erlebt werden.

Prävalenz und Risikofaktoren

Die Lebenszeitprävalenz, an einer posttraumatischen Belastungsstörung zu erkranken, beträgt für die Allgemeinbevölkerung in Deutschland etwa 1,5-2 %. Die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung einer posttraumatischen Belastungsstörung ist abhängig von der Art des Traumas. So erleidet etwa die Hälfte der Opfer nach Vergewaltigung oder Kriegserfahrungen eine posttraumatische Belastungsstörung, während beim Erleben von z.B. Verkehrsunfällen oder schweren Organerkrankungen die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung einer posttraumatischen Belastungsstörung geringer ist (ca. 15 %).

Als Risikofaktoren für die Entwicklung einer posttraumatischen Belastungsstörung gelten mangelnde soziale Unterstützung, vorhandene psychische Erkrankungen oder Traumata, traumatische Kindheitserfahrungen und wenn das Trauma absichtlich herbeigeführt wurde (z.B. Vergewaltigung). Auch ein sehr junges oder höheres Alter zum Zeitpunkt des Traumas beeinflusst die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer posttraumatischen Belastungsstörung. Niedrigere Wahrscheinlichkeiten für die Auslösung einer PTBS finden sich bei schicksalhaften Ereignissen wie beispielsweise Unfällen oder Naturkatastrophen.

Pathogenese und Hippocampus

Die Pathogenese der posttraumatischen Belastungsstörung ist bisher nicht vollständig bekannt. Man weiß, dass genetische, neurobiologische und umweltbedingte Faktoren in Wechselwirkung miteinander stehen und die Vulnerabilität bzw. Resilienz im Zusammenhang mit der möglichen Entwicklung einer posttraumatischen Belastungsstörung beeinflusst werden können. Studien deuten darauf hin, dass eine Fehlfunktion des Hippocampus zu einer Speicherung der Sinneseindrücke als Gedächtnisbruchstücke anstatt in geordneter Form führt. Bei einem Flashback werden dann diese Erinnerungsbruchstücke abgerufen.

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Zudem konnten neurobiologische Veränderungen bei den Patienten gezeigt werden. So weisen sie eine erhöhte Aktivität des hormonellen Stress-Systems und einen erniedrigten Cortisolspiegel auf.

Symptome

Typische Symptome einer posttraumatischen Belastungsstörungen sind sogenannte Intrusionen, also das intensive Erinnern und Wiedererleben der auslösenden Situationen in Form von Bildern, filmartigen Szenen oder Alpträumen. Auch Flashbacks können auftreten. Wenn die Patienten einem Schlüsselreiz ausgesetzt sind, erleben sie das traumatische Ereignis in Gedanken, Gefühlen und Bildern erneut. Zudem vermeiden die Patienten Gespräche, Situationen, Orte etc. die sie mit dem Ereignis assoziieren. Es können auch dissoziative Symptome wie beispielsweise partielle Amnesien auftreten. Viele Patienten entwickeln zudem eine Depressivität. Sie leiden an einem Interessenverlust, einer Anhedonie, emotionaler Abstumpfung und Rückzug. Manche Betroffene entwickeln gar Suizidgedanken.

Ferner zeigen Patienten häufig Übererregungs- und Angstsymptome. Sie leiden an Schlafstörungen, Reizbarkeit, Nervosität, Konzentrationsstörungen, Affektintoleranz, Herzrasen und einer übermäßigen Wachsamkeit. Im Kindesalter zeigen Betroffene z.B. wiederholtes Durchspielen des traumatischen Erlebnisses, oder auch Verhaltensauffälligkeiten z.B.

Diagnose

Die Diagnostik der Erkrankung erfolgt nach den klinischen Kriterien des Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM). Für die Diagnose der PTBS nach DSM-5 muss ein Trauma vorgelegen haben. Der Betroffene muss sich objektiv in Lebensgefahr befunden haben oder in seiner physischen Integrität bedroht gewesen sein. Die Symptome der Patienten dauern länger als ein Monat an und treten erst verzögert auf (> sechs Monate nach Trauma). Zudem müssen aus den folgenden Bereiche Symptome vorhanden sein:

• Wiedererleben: Die Patienten leiden unter dem Wiedererleben der Situation. Dies kann in Form von Alpträumen, Intrusionen und Flashbacks erfolgen. Die Betroffenen erleben psychischen oder physischen Stress bei einer Konfrontation beispielsweise durch erinnert werden mit der Situation bzw. dem Ereignis.
• Vermeidungsverhalten: Bei den Betroffenen einer posttraumatischen Belastungsstörung liegt häufig eine Abflachung der emotionalen Reagibilität vor. Sie entfremden sich von der Situation und erinnern sich teilweise nur unvollständig an die auslösende Situation. Sie vermeiden Gedanken, Gefühle oder Erinnerungen an das Ereignis. Zudem vermeiden die Betroffenen Trauma-assoziierte Reize, wie beispielsweise Orte oder Menschen, die an das Ereignis erinnern.
• Übererregbarkeit: Die Patienten leiden an Übererregbarkeitssymptomen wie beispielsweise Schlaf- und Konzentrationsstörungen. Sie sind häufig schreckhaft und reizbar.
• Negative Veränderung in Gedanken und Gefühlen: Die Patienten bewerten das Ereignis dysfunktional. Sie zeigen Angst, Schuld, Scham oder auch Ekel.
• Psychosoziale Beeinträchtigung: Die Patienten sind durch die Erkrankung psychosozial in wichtigen Lebensbereichen beeinträchtigt.

Die Leitlinie empfiehlt zur Diagnosesicherung die Durchführung eines PTBS-spezifischen Interviews und/oder ergänzender psychometrischer Diagnostik. Die traumatischen Auslöser müssen berücksichtigt werden. Zur Diagnosestellung wichtig ist die Abgrenzung des Krankheitsbildes gegenüber möglichen Differentialdiagnosen wie beispielsweise einer akuten Belastungsreaktion oder Anpassungsstörung. Auch relevante psychische Vorerkrankungen müssen berücksichtigt werden. Hierzu zählen zum Beispiel Angststörungen, dissoziative Störungen, Suchterkrankungen, Substanzmissbrauch und Depression.

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Therapie

Erstmaßnahmen bei akuter psychischer Traumatisierung sind das Herstellen einer sicheren Umgebung als Schutz vor weiterer Traumaeinwirkung, die Organisation eines psycho-sozialen Helfersystems und das frühe Hinzuziehen eines mit PTBS-Behandlung erfahrenen Psychotherapeuten. Es sollte zudem eine Psychoeduktion und Informationsvermittlung bzgl. traumatypischer Symptome und Verläufe erfolgen.

Die Leitlinie empfiehlt eine Konfrontation mit der Erinnerung an das auslösende Trauma. Insbesondere sollen traumatisch fixierte Erinnerungen und sensorische Fragmente bearbeitet werden. Hierdurch soll eine Integration erreicht werden. Bei der Therapie müssen auch klinische Komorbiditäten mitberücksichtigt werden. Die Leitlinie empfiehlt, dass eine traumaadaptierte Psychotherapie jedem Betroffenen angeboten werden soll.

Als Behandlung einer posttraumatischen Belastungsstörung stehen traumafokussierte Therapien wie z.B. die Eye Movement Desensitization and Reprocessing Therapie (EMDR) zur Verfügung. Auch eine kognitive Verhaltenstherapie und die Verhaltenstherapie nach dem Expositionsparadigma von Foa kommen bei einer posttraumatischen Belastungsstörung zur Anwendung.

In Deutschland sind die Antidepressiva Paroxetin und Sertralin für die Indikation „posttraumatische Belastungsstörung“ zugelassen. Diese können begleitend neben der Psychotherapie bei ausgeprägten depressiven Beschwerden, Angst und Reizbarkeit eingesetzt werden. Bei unzureichender Wirksamkeit kann ein off-label Therapieversuch mit dem selektiven Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer (SNRI) Venlafaxin erfolgen.

Verlauf und Prävention

Der Verlauf der posttraumatischen Belastungsstörung ist individuell. Die Mehrzahl der Patienten kann geheilt werden. Etwa die Hälfte der Betroffenen zeigt eine Spontanremission der Erkrankung. In ca. 30 % der Fälle kann die Erkrankung chronisch werden und über viele Jahre verlaufen und/oder sogar in eine andauernde Persönlichkeitsänderung übergehen.

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Es ist schwierig einer posttraumatischen Belastungsstörung vorzubeugen. Es gibt derzeit keine gesicherte Methode, die das Auftreten einer posttraumatischen Belastungsstörung verhindern kann. Allgemein lässt sich festhalten, dass es hilfreich sein kann, wenn Betroffene möglichst zeitnah nach Erleben eines Traumas psychologische Hilfe in Anspruch nehmen.

Deprivationssyndrom bei Hunden

Hunde, die in einer reizarmen Umgebung aufgewachsen sind, haben ein erhöhtes Risiko, ein sogenanntes Deprivationssyndrom zu entwickeln. Studien zeigen, dass sowohl die Struktur als auch die Funktion des Gehirns bei Hunden mit Deprivationssyndrom signifikant verändert ist. Diese Hunde weisen eine deutlich geringere neuronale Vernetzung auf. Besonders betroffen sind für emotionale Verarbeitung wichtigen Gehirnregionen, wie die Amygdala und der Hippocampus.

Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Signale zwischen Nervenzellen übertragen. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Kommunikation im Nervensystem und sind essenziell für viele körperliche und geistige Funktionen. Dopamin ist wichtig für das Wohlbefinden, die Motivation und das Lernen. Hunde mit niedrigen Dopaminspiegeln wirken oft zurückgezogen und haben Schwierigkeiten, Neues zu lernen.

Obwohl die Auswirkungen des Deprivationssyndroms weitreichend sind, zeigen Studien, dass das Management der Neurotransmitterspiegel durch richtige Ernährung, Stressreduktion und Verhaltenstherapie einige der negativen Auswirkungen des Deprivationssyndroms bei Hunden lindern kann. Je nach Ausprägung des Deprivationssyndroms des Hundes können Nahrungsergänzungsmittel allein aber nicht ausreichend sein, um wirkliche Veränderungen zu erzeugen. Das Deprivationssyndrom ist mehr als nur ein Verhaltensthema. Es ist eine tiefgreifende neurobiologische Veränderung, die betroffene Hunde daran hindert, angemessen auf neue Reize zu reagieren.

Kindesmisshandlung und ihre langfristigen Folgen

Kindesmisshandlung kann unauslöschliche Spuren in der Struktur und Funktion des Gehirns hinterlassen. Anscheinend löst die Misshandlung eine Flut molekularer und neurobiologischer Wirkungen aus, die die neurale Entwicklung unwiderruflich verändern.

Auswirkungen auf das limbische System

Als ich 1984 drei Patienten mit Borderline-Persönlichkeitsstörung behandelte, begann ich zu vermuten, dass die verschiedenen Formen von Misshandlung, denen sie schon früh ausgesetzt waren, die Entwicklung ihres limbischen Systems verändert hatten. Das limbische System ist eine Ansammlung miteinander verbundener Hirnkerne oder neuronaler Zentren, die eine entscheidende Rolle bei der Regelung von Emotion und Gedächtnis spielen. Zwei besonders wichtige limbische Regionen sind der Hippocampus und die Amygdala (der Mandelkern), die unterhalb der Hirnrinde im Schläfenlappen liegen. Der Hippocampus ist wichtig für die Bildung und Wiedergewinnung sowohl verbaler als auch emotionaler Gedächtnisinhalte, während die Amygdala die Aufgabe hat, den emotionalen Gehalt einer Erinnerung zu erzeugen - beispielsweise Gefühle, die mit Furcht und aggressiven Reaktionen zusammenhängen.

Forschungsergebnisse

Um den Zusammenhang zwischen frühem Missbrauch und Funktionsstörung des limbischen Systems zu erforschen, entwarf ich einen Fragebogen, der die Häufigkeit erfasst, mit der Patienten TLE-verwandte Symptome erfahren. 1993 legten wir die Daten von 253 erwachsenen Besuchern einer ambulanten psychiatrischen Klinik vor. Etwas mehr als die Hälfte berichtete, dass sie als Kinder körperlich misshandelt oder sexuell missbraucht - oder beides - worden waren. Verglichen mit Patienten, die nichts dergleichen meldeten, lag bei früh misshandelten (aber nicht sexuell missbrauchten) Patienten die mittlere Häufigkeit TLE-ähnlicher Symptome um 38 Prozent höher, bei Patienten mit Missbrauchserfahrung (aber ohne andere körperliche Misshandlung) um 49 Prozent. Patienten, die sowohl Misshandlungen als auch sexuellen Missbrauch angaben, hatten Werte, die im Mittel um 113 Prozent höher lagen als bei den Patienten, die nichts von beidem berichteten. Misshandlungen vor dem 18. Lebensjahr hatte größeren Einfluss als spätere, und Männer wie Frauen waren gleichermaßen betroffen.

1994 versuchten wir festzustellen, ob körperliche, sexuelle oder psychische Kindesmisshandlungen mit Abweichungen im Elektroenzephalogramm (EEG) einhergehen, das ein direkteres Maß für die elektrische Erregbarkeit des limbischen Systems liefert als unser Fragebogen. Wir überprüften die Daten von 115 Patienten, die früher in einer Klinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie aufgenommen worden waren, und fanden tatsächlich einen Zusammenhang: klinisch auffällige EEGs bei 54 Prozent der Patienten mit einem frühen Trauma, aber nur bei 27 Prozent der nicht früh misshandelten Patienten. Von denjenigen mit einer Vorgeschichte schwerer körperlicher und sexueller Misshandlungen zeigten sogar 72 Prozent EEG-Anomalien. Diese Unregelmäßigkeiten entstanden in frontalen und temporalen Hirnregionen und betrafen zu unserer Überraschung eher die linke Hemisphäre, nicht aber beide Hirnhälften, wie man eigentlich erwarten würde.

Später hatten Untersuchungen mittels Kernspintomografie einen Zusammenhang zwischen früher Misshandlung und einer Verkleinerung des erwachsenen Hippocampus nachgewiesen; auch die Amygdala war manchmal kleiner als normal.

Neurodegenerative Erkrankungen und Magnetfelder

Neurodegenerative Erkrankungen bedeuten einen zunehmenden Verlust von Zellen im Nervensystem. Die Erkrankungen sind meist langsam fortschreitend und führen häufig zu Störungen der motorischen Bewegung oder geistigen Leistungsfähigkeit. Ob ein Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern und neurodegenerativen Erkrankungen besteht, wird innerhalb der Wissenschaft seit vielen Jahren untersucht.

Frühere epidemiologische Studien lieferten Hinweise, dass einige neurodegenerative Erkrankungen vermehrt auftreten können bei beruflicher Exposition (Ausgesetztsein) gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern. Dies betrifft ALS und Alzheimer-Demenz. Eine Meta-Analyse aus dem Jahr 2018 von zwanzig epidemiologischen Studien zeigte bei beruflicher Magnetfeldexposition ein erhöhtes Risiko, an Alzheimer-Demenz zu erkranken. Die auffälligsten krankhaften Veränderungen der Alzheimer-Demenz sind Proteinablagerungen im Gehirn (amyloide Plaques).

Zusammengefasst sind die Ergebnisse der einzelnen Studien für ALS und die Alzheimer-Demenz nicht konsistent. In der Gesamtschau zeigte die Mehrheit der Studien für Berufsgruppen, die im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung wesentlich höheren Magnetfeldexposition ausgesetzt sind, in dieselbe Richtung: Es scheint einen schwachen, aber konsistenten Zusammenhang zwischen der Exposition von niederfrequenten Magnetfeldern und dem Erkrankungsrisiko von ALS sowie Alzheimer-Demenz zu geben. Dieser Zusammenhang ist für ALS insgesamt stärker ausgeprägt als für Alzheimer-Demenz. Für Parkinson und multiple Sklerose wurde kein Zusammenhang mit Magnetfeldern gefunden.

Geschlechtsspezifische Unterschiede bei Alzheimer

Frauen haben ein deutlich höheres Risiko, an Alzheimer zu erkranken als Männer. Als Datengrundlage dienten klinische Untersuchungen, die je nach Geschlecht unterschiedliche kognitive Vorgänge bei der Orientierung in einer neuen Umgebung ergaben. Während Männer eher zur räumlichen Erfassung aus der Vogelperspektive neigten, überwog bei Frauen eine richtungsgesteuerte Wegfindung (Route Finding). Bei den ersteren entscheidend ist die Einbeziehung des Hippocampus, der eine wichtige Rolle bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses und der räumlichen Orientierung einnimmt.

Grund für diese Unterschiede ist, dass männliche Hormone bei der Entwicklung des Gehirns die Neuronenbildung im Hippocampus stärker begünstigen als weibliche. Der während der Menopause fortschreitende Hormonabfall kann zu Störungen im Hippocampus und der Gedächtnistätigkeit führen. "Die im Vergleich zu den Männern geringere Beanspruchung des Hippocampus hat zur Folge, dass dieses Organ stärker den Gefahren des Alterns ausgesetzt ist", meint Projektleiterin Elvira De Leonibus.

Frühkindlicher Stress und seine Auswirkungen auf das Gehirn

Frühkindlicher Stress verursacht verschiedene Veränderungen im Gehirn, die lebenslang anhalten können. Dies betrifft insbesondere die Bereiche des Gehirns, die für die Stressreaktion und die emotionale Verarbeitung zuständig sind. Der Hippocampus, der für das Gedächtnis und die Regulierung des Stresshormons Cortisol verantwortlich ist, zeigt durch frühkindlichen Stress eine veränderte Rezeptordichte. Das dopaminerge System, das für die Belohnungsverarbeitung zuständig ist, wird durch frühkindlichen Stress verändert. Die Motivation, Belohnungen zu verfolgen, kann zusammen mit dem Dopaminspiegel im Striatum sinken. Der Serotoninhaushalt im Gehirn kann gestört werden, was die neuronale Entwicklung und die Emotionsregulation beeinträchtigt. Pränataler mütterlicher Stress beeinflusst die Wanderung und die Reifung von GABAergen Zellen und reduziert die Anzahl von GABA-A- und Benzodiazepin-Rezeptoren, was kortikale Funktionen beeinträchtigt.

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