PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

Eine Balance verschiedener Transmitter-Interaktionen ist unabdingbar, um im Gehirn homöostatische Zustände zu erreichen. Für die Schizophrenie wurde erst in den letzten Jahren erkannt, dass die Ursachen der Störung in einer Transmitterimbalance und einer funktionellen Diskonnektion zwischen verschiedenen Hirnarealen zu suchen ist. Das in unserer Arbeitsgruppe entwickelte nicht-invasive Tiermodell bezieht sich auf (1) eine restriktive Isolationsaufzucht und (2) eine einmalige frühkindliche Intoxikation mit Methamphetamin. Diese zwei Interventionen verursachen eine Störung der Transmitterreifung. Durch mehrere Untersuchungen konnten wir bereits eine Imbalance des dopaminergen Systems nachweisen. Die vorliegende Studie befasst sich mit den Auswirkungen der zwei nicht-invasiven Interventionen auf das glutamaterge und serotonerge System. Störungen der Interaktionen des präfrontalen Kortex (PFC) mit anderen kortikalen Arealen (FC, PC und IC) konnten in Form einer "Dyskonnektion" glutamaterger U-Fasersysteme gezeigt werden. Die in drei publizierten Arbeiten erwirtschafteten Befunde werden in der vorliegenden Schrift zusammenfassend vorgestellt und diskutiert: (1) Jeweils eine der beiden Interventionen führt zur gleichmäßigen Reduzierung der glutamatergen Efferenzen des PFC in die untersuchten Kolumnen des Frontalkortex (FC), Parietalkortex (PC) und insulären Kortex (IC). (2) Gemeinsam veranlassen die beiden Interventionen isolierte Aufzuchtbedingung und Methamphetamin-Intoxikation eine "Dyskonnektion" des präfrontalen Kortex zum FC, PC und IC. Darin kommt eine Imbalance der präfrontalen U-Fasersysteme zwischen Projektionen der Lamina III-Pyramiden und der Laminae V/VI-Pyramiden zum Ausdruck. (3) Die serotonergen Faserdichtenmessungen bestätigen erneut die hohe Plastizität dieses Transmitters. Im Gegensatz zum präfrontalen und entorhinalen Kortex, in denen ebenfalls adaptive Faserveränderungen festzustellen sind, reguliert sich die serotonerge Faserdichte trotz der einzelnen Interventionen oder der Kombination beider Interventionen im FC, PC und IC auf einen "Standardlevel" ein. (4) Eine zusätzliche Untersuchung zeigt, dass dieser "Standardlevel" einer annualen Rhythmik unterliegt und im Winter höher ist als im Sommer. Die Befunde lassen folgende Interpretation zu: zu (1) Die glutamaterge Faserdichte kann sich nicht plastisch an die Interventionen anpassen, sondern reagiert mit dauerhaften Strukturveränderungen. Eine gleichmäßige Reduzierung der Faserdichten nach jeweils einer Intervention spiegelt eine angepasste Entwicklung wider, die sich möglicherweise als eine höhere Vulnerabilität des ganzen Systems und somit als ein erster Schritt in die Psychose darstellt. zu (2) Die "Dyskonnektion" lässt sich gleichermaßen für mehrere unimodale Kortexareale feststellen und belegt somit, dass in Erweiterung des Modells zum Diskonnektionssyndrom von Mesulam (Mesulam, 2000) mehrere präfrontal-gesteuerte Befindlichkeitskontexte in der Schizophrenie gestört sein könnten. zu (3) Das serotonerge System besitzt eine hohe plastische Fähigkeit, mit der die induzierten Störungen präfrontaler und limbischer Areale derart kompensiert werden, dass sich auf Strukturebene im FC, PC und IC keine Faserdichteveränderungen ausbilden. zu (4) Diese hohe plastische Fähigkeit zeigt sich auch in der annualen Rhythmik. Die serotonerge Faserdichte ändert sich zwar nach äußeren jahreszeitlichen Einflüssen, diese sind jedoch nicht adaptiv an veränderte Transmitterdichten von Dopamin und Glutamat angepasst. Mögliche daraus resultierende Folgen für psychotische Störungen wie z.B. Winterdepressionen oder affektive Störungen werden in der Literatur zurzeit kontrovers diskutiert. Die aufgrund von vielen Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren postulierte Grundlage der schizophrenen Störung konnte mit Hilfe der Tracermethode hier erstmalig dokumentiert werden: die Anatomie der "Dyskonnektion".