Der Hippocampus, eine Hirnregion, die eine zentrale Rolle für Lern- und Gedächtnisprozesse spielt, ist besonders anfällig für Stress und andere schädliche Einflüsse. Eine Verkleinerung des Hippocampus, auch als Hippocampus-Schrumpfung bekannt, kann verschiedene Ursachen haben, wobei chronischer Stress eine der Hauptursachen darstellt. Glücklicherweise ist diese Schrumpfung oft reversibel, und es gibt verschiedene Strategien, um die Gesundheit des Hippocampus wiederherzustellen.
Stress und seine Auswirkungen auf den Hippocampus
Chronischer Stress und Neurotransmitter
Chronischer Stress hat weitreichende Auswirkungen auf das Gehirn, insbesondere auf die Neurotransmittersysteme. Neurotransmitter sind Botenstoffe, die Signale zwischen Nervenzellen übertragen. Bei chronischem Stress können sich die Spiegel verschiedener Neurotransmitter verändern, was die Funktion des Hippocampus beeinträchtigen kann.
So kann chronischer schwerer Stress das Dopaminniveau im präfrontalen Cortex (PFC) verringern und zu einem Verlust dopaminerger Zellen in Hypothalamus, VTA und Substantia nigra sowie zu einem Verlust noradrenerger Zellen im Locus coeruleus führen. In der Folge verringert sich das Dopaminniveau im Striatum.
Stresshormone und Rezeptorregulation
Cortisol, ein wichtiges Stresshormon, vermittelt nach seiner Ausschüttung zunächst die Stresssymptome, indem es viele Organe und Gehirnbereiche alarmiert. Da jedoch die (Gluco-)Corticoidrezeptoren nach lang anhaltendem Stress aufgrund Downregulation weniger sensibel sind, nehmen sie dieses Signal nicht wahr. Die Abschaltung der Stresssysteme bleibt aus. In der Folge bleiben die CRH-Werte dauerhaft überhöht und lösen die von CRH vermittelten Symptome dauerhaft aus.
Chronischer Stress kann die Genexpression, die Neurotoxizität von Stresshormonen und die Atrophie bestimmter Hirnbereiche verändern. Chronischer Stress bewirkt erhöhte BDNF-Spiegel im VTA/Nucleus accumbens und reduzierte Spiegel im Hippocampus.
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Epigenetische Veränderungen
Psychischer Stress kann epigenetische Veränderungen verursachen, die die Expression von Genen beeinflussen, die mit ADHS und Autismus in Verbindung stehen. So kann chronischer Stress die Sensibilität von Rezeptoren verringern (Downregulation).
Auswirkungen auf die Gedächtnisbildung
Ein moderater Anstieg von Cortisol unterstützt die Gedächtnisbildung durch erhöhte Erregung des Hippocampus. Langanhaltender massiver Stress bewirkt jedoch eine Verkleinerung des apikalen Dendritenbaums von Pyramidenzellen in den Regionen CA1 und CA3 des Hippocampus. Dauerstress verringert auch die Transkription des Zelladhäsionsmoleküls NCAM-140.
Weitere Auswirkungen
Glucocorticoide (Cortisol), exzitatorische Aminosäuren und N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptoren sind an der Beeinträchtigung der Neurogenese von Zellen im Gyrus dentatus (Teil des Hippocampus) sowie am neuronalen Tod durch Anfälle und Ischämie von Zellen im Gyrus dentatus beteiligt.
Andere Ursachen für Hippocampus-Schrumpfung
Anorexie
Eine Mangelernährung über längere Zeit wirkt sich vermutlich auch auf die Astrozyten aus. Werden diese Gliazellen, die an vielen wichtigen Hirnfunktionen beteiligt sind, beschädigt, lässt sich im Serum eine erhöhte Konzentration des GFA-Proteins nachweisen. Im Therapieverlauf mit Gewichtszunahme scheint sich das Gehirn zu erholen. Der Volumenverlust schwindet und die NF-L- sowie GFA-Proteinkonzentrationen sinken wieder ab. Sie gleichen sich den Werten der normalgewichtigen Kontrollgruppe an.
Angststörungen
Tierversuche konnten zum Beispiel belegen, dass das Aussetzen der Tiere ggü. Stressoren funktionelle und morphologische Veränderungen im Hippokampus bewirkte. Ursächlich ist hierbei die stressinduzierte Konzentrationserhöhung von Glukokortikoiden und Erhöhung von Aminosäuren wie Glutamat. Beide Stoffe haben eine zytotoxische Wirkung auf den Hippocampus.
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Depressionen
Der Hippocampus ist eine der zentralen Strukturen für die Erinnerung an Ereignisse und Zusammenhänge. Er bildet Rezeptoren aus, die es ihm ermöglichen, auf Stresshormone zu reagieren. Heute wissen wir, dass sich der Hippocampus bei einer Reihe von psychiatrischen Störungen zurückbildet. Innerhalb des Hippocampus befindet sich eine Struktur namens Gyrus dentatus, der während des ganzen Erwachsenenlebens immer neue Nervenzellen (Neuronen) ausbildet. Chronischer Stress blockiert dies aber und lässt viele Neuronen im Hippocampus schrumpfen. Diesen Prozess nennt man „Remodeling“. Ebenso gibt es Hinweise dafür, dass auch der präfrontale Kortex - eine der wichtigsten Strukturen für die emotionale Regulation, die Entscheidungsfindung und für ein funktionierendes Gedächtnis - bei einer starken Depression schrumpft.
Schlafstörungen
Schlaf ist essenziell, damit Erinnerungen stabil bleiben. Während wir schlafen, gibt der Hippocampus neue Informationen in den Neocortex weiter, wo sie langfristig gespeichert werden. Der Hippocampus fungiert dabei wie ein temporärer Zwischenspeicher, der tagsüber aufgenommene Informationen sammelt. Im Schlaf - besonders während der Tiefschlafphasen - werden diese Gedächtnisinhalte dann in den Neocortex, die äußere Hirnrinde, übertragen, wo sie dauerhaft abgelegt werden. Eine Studie von Aleman-Zapata und Kolleg:innen (2022) zeigte, dass Schlafentzug nach dem Lernen bestimmte schnelle Gehirnwellen stört, die für die Speicherung von Erinnerungen entscheidend sind - sogenannte hippocampale Ripples. Dadurch war die Gedächtnisbildung am Folgetag nicht mehr nachweisbar. So kann ein Teufelskreis entstehen: Stress stört den Schlaf, Schlafmangel sorgt für Vergesslichkeit und erhöht wiederum den Stress.
Soziale Isolation
Bei Menschen, die sich 14 Monate auf der Neumayer-Station III in der aufhielten, sind Verkleinerungen in Teilbereichen des Großhirns, des Hippocampus, festgestellt worden, berichten Forscher im „New England Journal of Medicine“.
Reversibilität der Hippocampus-Schrumpfung
Studien zur Reversibilität
Die gute Nachricht ist, dass die Hippocampus-Schrumpfung in vielen Fällen reversibel ist. Studien haben gezeigt, dass sich das Gehirn im Therapieverlauf mit Gewichtszunahme bei Anorexie erholen kann. Der Volumenverlust schwindet und die NF-L- sowie GFA-Proteinkonzentrationen sinken wieder ab. Sie gleichen sich den Werten der normalgewichtigen Kontrollgruppe an.
Auch die durch Stress unterdrückte Nervenneubildung im Gyrus dentatus kann durch Antidepressiva wieder angekurbelt werden.
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Strategien zur Förderung der Reversibilität
Es gibt verschiedene Strategien, um die Reversibilität der Hippocampus-Schrumpfung zu fördern:
- Stressreduktion: Die Entwicklung eines Bewusstseins, dass chronischer Stress der ärgste Feind ist, kann therapeutisch hilfreich sein. Es ist wichtig, Belastungen im Alltag dort zu reduzieren, wo es möglich ist. Aufgaben abzugeben oder mit anderen zu teilen.
- Achtsamkeit: Achtsamkeit bedeutet, die Aufmerksamkeit bewusst auf den gegenwärtigen Moment zu lenken - ohne zu bewerten. Studien zeigen, dass regelmäßige Achtsamkeitspraxis die Dichte der grauen Substanz im Hippocampus erhöht und die Cortisolspiegel senkt.
- Kognitive Verhaltenstherapie: Die kognitive Verhaltenstherapie kann gezielt dabei unterstützen, Stress zu bewältigen.
- Selbstmitgefühl: Anstatt sich selbst für die Vergesslichkeit durch den Stress zu tadeln, kann es hilfreich sein, sich in besonders stressigen Zeiten mit Mitgefühl zu begegnen. Nimm den vermehrten Stress bewusst wahr und erlaube dir in dieser Zeit nicht immer und in jedem Bereich deines Lebens zu hundert Prozent zu funktionieren.
- Gesunder Lebensstil: Körperliche Aktivität, ausreichend Schlaf, eine ausgewogene Ernährung und regelmäßige Pausen sind wichtige Faktoren für die Gesundheit des Gehirns.
- Medikamentöse Behandlung: Antidepressiva können die Nervenneubildung im Gyrus dentatus ankurbeln.
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