Nach Angaben des Zentralinstituts für psychische Gesundheit in Mannheim entwickeln etwa zwei Prozent der Deutschen im Laufe ihres Lebens eine Panikstörung und fast doppelt so viele Frauen wie Männer. Während des Angriffs haben die Betroffenen Todesangst. Sie glauben, einen Herzinfarkt zu haben oder den Verstand zu verlieren. Aus Angst vor einem weiteren Angriff trauen sich einige nicht, ihre eigenen vier Wände zu verlassen und sich vollständig zurückzuziehen.
Die Gründe sind noch nicht vollständig verstanden. Wir wissen jedoch, dass Angststörungen in Familien häufiger auftreten – eine Beobachtung, die auf einen Einfluss des Erbguts hindeutet. Die Forschung an identischen Zwillingspaaren weist in die gleiche Richtung: Wenn ein Zwilling an einer Panikstörung leidet, besteht für seine (genetisch identischen) Geschwister ein viel höheres Risiko, an der Krankheit zu erkranken.
Wissenschaftler schätzen den Einfluss des Genoms auf etwa 50 Prozent. Damit eine genetische Veranlagung tatsächlich zu einer Panikstörung führt, müssen normalerweise Umwelteinflüsse hinzugefügt werden. Anja Juszek hatte es damals schwer, weil ihre Mutter eine Herzkrankheit hatte. Juch musste sich um alles kümmern. Sie führte unzählige medizinische Konsultationen durch, beriet und tröstete die Mutter. Gleichzeitig machte sie sich Sorgen darüber, was während der bevorstehenden Operation schief gehen könnte.
AUF EINEN BLICK
GEPRÄGTE GENE
- Bestimmte Genvarianten scheinen die Entstehung von psychischen Störungen zu fördern. Ob die Risikogene zum Tragen kommen, hängt allerdings davon ab, ob sie überhaupt abgelesen werden.
- Denn chemische Anhängsel an der DNA – so genannte »epigenetische Marker« – beeinflussen die Genaktivität. Ein Trauma kann das Markierungsmuster ungünstig verändern.
- Deshalb schlagen manche Medikamente gegen eine Störung nicht an. Geeignete Wirkstoffe oder eine Psychotherapie könnten eine schädliche Genprägung rückgängig machen.
Betroffene Menschen berichten oft, kurz vor der ersten Panikattacke etwas Traumatisches erlebt zu haben: eine schmerzhafte Trennung, Arbeitsplatzverlust, Tod eines nahen Verwandten. Selbst wenn Depressionen, Zwangsstörungen oder andere psychische Störungen auftreten, arbeiten Gene und externe Faktoren zusammen. Wissenschaftler auf der ganzen Welt versuchen derzeit, die Grundlagen dieser Interaktion zu entschlüsseln. Ihre Ergebnisse können dazu beitragen, Ausbrüche von psychischen Erkrankungen zu verhindern und wichtige Fragen zu beantworten: Warum werden nur einige Menschen durch traumatische Erfahrungen vom Kurs ausgeschlossen? Wie funktionieren Psychotherapien? Und warum reagieren Patienten so unterschiedlich auf die Behandlung?
Die DNA I Gene und die Funktionen
In den letzten zwei Jahrzehnten konzentrierte sich die Forschung zunehmend auf Mechanismen, die als „epigenetisch“ bekannt sind, was so etwas wie „abgesehen von der Genetik“ bedeutet. Sie beeinflussen nicht den Inhalt unseres genetischen Satzes, d. H. Die Sequenz von Genen.
Wenn alle unsere genetischen Informationen – das Genom – ein Klavier wären, würde das Epigenom bestimmen, welche Tasten Sie spielen können und welche nicht. Und damit die Melodien, die der Pianist darauf spielen kann. Einflüsse und Erfahrungen der Umgebung können die Position des Schalters mehr oder weniger dauerhaft verändern. Einige hinterlassen so tiefe Spuren in unserem Epigenom, dass es schwierig ist, sie wie eine Gravur zu entfernen.
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Es gibt Hunderte von Zelltypen im menschlichen Körper. Jeder von ihnen hat eigenene epigenetische Charakterzüge. Schließlich benötigt eine Fettzelle zum Beispiel andere Gene als die Herzzelle. Zelltypspezifische Schalterpositionen stellen sicher, dass in jeder Zelle des Körpers das entsprechende Erbgut aktiv ist. Ohne dies würde unser Körper nicht funktionieren.
Andere Voreinstellungen erscheinen flexibler und können sich je nach Umgebungsreizen dynamisch ändern. Zum Beispiel haben Menschen, die sich lange Zeit kalorienreich ernährt haben oder im Gegenteil hungern, einige epigenetische Veränderungen in Fett- und Immunzellen.
»Wir haben uns immer gefragt, wie die Umwelt eigentlich mit unseren Genen spricht«
(Katharina Domschke, Universitätsklinik für Psychiatrie und Psychotherapie in Freiburg)
Wenn du mehr über DNA und die Gene erfahren möchtest, empfehlen wir Dir, den Blogartikel “Die Gene – Genetik für Anfänger” , zu lesen. Hier erfährst Du mehr über das grundlegende Wissen von DNA. Wenn Du vielmehr wissen willst, wie Ernährung, DNA und Gesundheit zusammenhängen, empfehlen wir Dir den Blogartikel “Was ist Nutrigenetik und wie bestimmt es unser Leben”
Epigenetische Anpassung
Im Wesentlichen sichert die epigenetische Anpassungsfähigkeit das Überleben des Organismus. Es kann aber auch negative Auswirkungen haben: Trauma, chronischer Stress oder bestimmte Medikamente können das Epigenom so verändern, dass es Ihre Anfälligkeit für Depressionen, Zwangsstörungen oder Panikstörungen erhöht. „Wir haben uns immer gefragt, wie die Umwelt unsere Gene tatsächlich beeinflusst“, erklärt Katharina Domschke, Leiterin der Universitätsklinik für Psychiatrie und Psychotherapie in Freiburg. „An diesem Punkt scheint die Epigenetik die Rolle des Übersetzers zu übernehmen, und das kann beeinflussen, ob jemand krank wird oder nicht.“
Der Wissenschaftler begann diese These vor einigen Jahren mit der Erforschung von Patienten mit Panikstörung zu unterstützen. Ihr Team zielte auf das Monoaminoxidase A-Gen ab. Das Enzym (kurz MAOA) ist am Abbau einiger Botenstoffe im Gehirn beteiligt, wie beispielsweise Serotonin, das unter anderem Angstzustände unterdrückt. Wenn der Serotoninspiegel sinkt, können Panikattacken auftreten.
Die Domschke-Arbeitsgruppe hat nun sehr spezifische Regionen des MAOA-Gens in den Probanden untersucht. In der Regel zahlreiche sogenannte Methylreste (chemische Formel: -CH3). Einige von ihnen fehlten jedoch bei den Kranken. Wissenschaftler sprechen von Hypomethylierung („Hypo“ bedeutet „unter“, in diesem Fall „unter Normal“). Das Fehlen von Methylgruppen in diesen speziellen Genpositionen bedeutet, dass das fragliche Erbgut leichter abzulesen ist.
Weitere Erkenntnisse durch eine epigenetische Studie über DNA
Daher produzierten Patienten wahrscheinlich mehr MAOA als Folge eines Serotoninmangels, was wiederum zu einer Panikstörung beitragen kann. Die Hypomethylierung war umso ausgeprägter, je negativer die Lebensereignisse der Patienten in den letzten sechs Monaten waren.
In einer anderen Studie von Forschern erhielten 28 Patienten sechs Wochen Verhaltenstherapie. Fast die Hälfte von ihnen hatte signifikant reduzierte Symptome. Nach der Behandlung unterschied sich ihr MAOA-Gen nicht mehr von dem gesunder Frauen. „Wir haben also die ersten Anzeichen dafür, dass eine wirksame Psychotherapie die Hypomethylierung umkehren kann“, schließt der Freiburger Professor. Bei Patienten, die nicht auf die Behandlung ansprachen, war die Situation jedoch anders: Bei ihnen blieb die schädliche epigenetische Schalterstellung bestehen.
Der Sinn der Ergebnisse ist jedoch begrenzt, hauptsächlich aufgrund der geringen Anzahl von Fällen. Andere Forscher haben ebenfalls beobachtet, dass eine wirksame Psychotherapie mit epigenetischen Veränderungen der relevanten Gene verbunden ist, die für Angstzustände, Borderline-Belastungsstörungen und posttraumatische Belastungsstörungen verantwortlich sind. Die Erforschung solcher Effekte kann jedoch noch einerseits gezählt werden.
Wenn Kortisol Stress macht
Die Frage, auf welche molekulare Weise Ereignisse wie Trauma oder Verhaltenstherapie die Methylierung beeinflussen können, hat gerade erst begonnen, sich zu klären. Elisabeth Binder, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie in München, stellte in der Zeitschrift Biological Psychiatry einen möglichen Mechanismus für ein Gen namens FKBP5 vor, das auch mit vielen verschiedenen psychischen Störungen assoziiert ist.
FKBP5 beeinflusst, wie wir auf Stress reagieren. Wenn ein aktuelles Risiko besteht, setzt unsere Nebennierenrinde Cortisol frei. Die eingebaute Bremse verhindert, dass unser Körper dauerhaft mit dem Stresshormon überflutet wird, „beruhigt“ sich aber ziemlich schnell.
Aber: Je aktiver FKBP5 ist, desto schwächer ist diese Bremse. Traumatische Ereignisse in der frühen Kindheit können dazu führen, dass eine fein abgestimmte Regulierung außer Kontrolle gerät. Untersuchungen zeigen, dass bei einigen missbrauchten Kindern das FKBP5-Gen an bestimmten Positionen weniger methyliert ist, was bedeutet, dass es wahrscheinlich dauerhaft überaktiv ist. Für die Betroffenen führt dies zu einer lang anhaltenden Stressreaktion. Dies wiederum erhöht das Risiko, Angststörungen oder Depressionen zu entwickeln.
Die Macht des Epigenoms
Histonmodifikationen, DNA-Methylierung und miRNAs (microRNAs) stellen epigenetische Modifikationen dar, die die Aktivität von Genen vollständig (das „Epigenom“) regulieren. Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist wie eine Perlenkette und mehr oder weniger fest um bestimmte Proteine, die Histone, gewickelt. DNA kann in sehr dicht gepackten Bereichen nicht gelesen werden. hier ist die genetische Struktur inaktiv.
Die molekularen Anteile von Histonen verändern die Dichte und damit das Ausmaß, in dem Gene verfügbar sind. Darüber hinaus verhindern die an DNA gebundenen Methylgruppen, dass der Lesevorgang an bestimmten Punkten beginnt. Aber auch die bereits gelesenen Gene haben nicht unbedingt einen Einfluss – nämlich wenn die miRNA an eine Messenger-RNA (mRNA) bindet, die Informationen über das produzierte Protein enthält. Auf diese Weise blockiert es die Proteinsynthese und bewirkt sogar den schnellen Abbau von Messenger-RNA.
Die Hypomethylierung von FKBP5 wird möglicherweise durch Stress in der frühen Kindheit induziert, nämlich Cortisol selbst. Vor einigen Jahren untersuchten Elisabeth Binder und ihre Kollegin Torsten Klengel diesen Zusammenhang unter Verwendung der Vorläufer menschlicher Gehirnzellen: Als sie dem Kulturmedium das Stresshormon hinzufügten, ging FKBP5 in den Zellen verloren, das Teil der Methylgruppen ist.
Epigenetische Überraschung
Überraschenderweise hat ein Trauma bei Erwachsenen nach heutigem Kenntnisstand fast keinen Einfluss auf die Methylierung von FKBP5. „Diese Zusammenhänge sind noch nicht vollständig geklärt“, sagt Angelika Erhardt, Angstforscherin am Max-Planck-Institut in München. „Es gibt natürlich besonders empfindliche Phasen in der frühen Kindheit oder später in der Jugend, in denen Stress einen viel stärkeren Einfluss auf die molekulare Ebene hat.“
Darüber hinaus gibt es andere Faktoren, die das Risiko für die Entwicklung der Krankheit beeinflussen und die Untersuchung der Ursachen weiter erschweren. Die epigenetische Gravur spielt natürlich ebenso wie die genetische Information eine Rolle. Es gibt verschiedene Varianten des FKBP5- und MAOA-Gens, die per se viel aktiver sind – ohne epigenetische Einflüsse.
Wenn diese „Risikogene“ durch Hypomethylierung noch stärker aktiviert werden, wird es schwierig. „Wir sehen diese Wechselwirkung sehr deutlich in der Monoaminoxidase A“, erklärt die Freiburger Wissenschaftlerin Katharina Domschke. „Dies könnte zum Beispiel bedeuten, dass wir zuerst das doppelt aktivierte MAOA-Gen pharmakologisch hemmen müssen, bevor Patienten überhaupt auf eine Psychotherapie ansprechen können.“
Epigenetische Entdeckungen mit der Psyche
Die Entdeckungen, die auf einen Zusammenhang zwischen Epigenetik und psychischen Erkrankungen hindeuten, nehmen zu und hoffen mit ihnen auf ihren klinischen Nutzen. „Wenn wir mithilfe molekularer Marker untersuchen können, ob sich die Funktionalität des Stresssystems unter dem Einfluss von Umweltfaktoren in der frühen Kindheit geändert hat, können wir möglicherweise vorbeugende Maßnahmen ergreifen, bevor eine psychische Erkrankung ausbricht“, erklärt die Max-Planck-Forscherin Angelika Erhardt.
Wird es zu irgendeinem Zeitpunkt eine Blutuntersuchung geben, um zu zeigen, wer die wichtigste vorbeugende Maßnahme ist? „Es ist noch ein langer Weg“, betont Erhardt. Vielmehr wäre es möglich, die Therapie des Patienten anhand der Testergebnisse anzupassen. „Zum Beispiel gibt es Hinweise darauf, dass Menschen mit einem bestimmten Methylierungsprofil auf einige Behandlungen nicht so gut ansprechen“, sagt er. „In solchen Fällen können epigenetische Informationen verwendet werden, um die vielversprechendste Therapieform auszuwählen.“
Zum Beispiel bei Depressionen: Ärzte haben heute ein Arsenal verschiedener Medikamente gegen diese Krankheit. Gemeinsam ist ihnen, dass sie den Stoffwechsel des Gehirns stören und so die Konzentration wichtiger Botenstoffe wieder ins Gleichgewicht bringen. Sie machen es jedoch auf unterschiedliche Weise und sie funktionieren nicht für alle gleich gut. Für viele Patienten eine Vorbereitung, die ihnen erst nach mehreren erfolglosen Versuchen hilft.
Dies ist ein anstrengender Prozess, zumal es oft Wochen dauert, um herauszufinden, ob ein Antidepressivum wirkt. Grund: Das Gehirn muss sich zuerst anpassen.
Serotonin
Dies gilt beispielsweise für die sogenannten Serotonin-Wiederaufnahmehemmer SRI (die Abkürzung steht für „Serotonin-Wiederaufnahmehemmer“). Serotonin wird von bestimmten Nervenzellen an Synapsen freigesetzt und lindert nicht nur Angstzustände, sondern verbessert auch die Stimmung. SRI verhindert, dass die Botenstoffsubstanz nach ihrer Freisetzung zu schnell in die Spendernervenzelle zurücktransportiert wird. Daher sollte mehr Serotonin die Empfängerzellen erreichen und somit eine stärkere Wirkung entwickeln. Aber Nervenzellen sind nicht leicht zu überlisten. Weil die Serotonin-produzierenden Zellen selbst eine Serotonin-Sonde haben.
Wenn der SRI in der synaptischen Spalte die Menge des Glückshormons erhöht, reduziert er einfach die neue Produktion des Botenstoffs. Somit können SRIs verhindern, dass Serotonin zurück in die Zelle übertragen wird. Gleichzeitig verlangsamen sie jedoch die Zersetzung, was dem Effekt entgegenwirkt.
»Es gibt offensichtlich besonders vulnerable Phasen in der frühen Kindheit oder später in der Pubertät, in denen Stress deutlich stärkere Auswirkungen auf molekularer Ebene hat«
(Angelika Erhardt, Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München)
Epigenetische Erkenntnisse und Serotonin
Allerdings – und hier kommt die Epigenetik ins Spiel – verliert das Gefühl normalerweise nach einigen Tagen an Empfindlichkeit. Erst jetzt beginnt das Medikament tatsächlich zu wirken. Untersuchungen zufolge scheinen jedoch einige epigenetische Schalter bei einigen Patienten das Abstumpfen des Serotoninrezeptors zu verhindern. Daher sprechen die Betroffenen nicht auf eine SRI-Behandlung an.
Wenn Sie im Voraus über ihre epigenetische Situation Bescheid gewusst hätten, hätten Sie sofort ein anderes Medikament gewählt. Viele epigenetische Befunde sollten mit Vorsicht behandelt werden. Das Forschungsgebiet ist zu jung, die Stichproben vieler Studien sind zu klein und die damit verbundenen Krankheiten zu komplex. „Psychische Störungen haben nie eine Ursache“, sagt Angelika Erhardt. „Ob wir krank werden oder nicht, hängt von der Kombination vieler Risiko- und Schutzgene und ihrer Epigenetik ab. Und dieses Rätsel ist noch nicht vollständig komplex, wie interessant die Ergebnisse auch sein mögen. „
Fragezeichen und Streitpunkte
Es gibt auch methodische Mängel. In der Regel können Forscher epigenetische Veränderungen im Gehirn nach einem frühkindlichen Trauma nachweisen, beispielsweise in Tiermodellen oder bei Verstorbenen. Sie verwenden häufig Blutproben bei lebenden Menschen. Es besteht Grund zu der Annahme, dass einige Schlussfolgerungen aus der Methylierung in Blutzellen über Gehirnzellen gezogen werden können.
Was die MAOA betrifft, verwendeten amerikanische Neurowissenschaftler, die mit Elena Shumay zusammenarbeiteten, sogar Gehirnscans, um zu beweisen, dass je mehr ein Gen in Blutzellen methyliert ist, desto weniger relevantes Enzym im Gehirn der Probanden ist.
Dennoch ist die Messung epigenetischer Marker im Blut eine wichtige Einschränkung, die bei der Bewertung der Ergebnisse berücksichtigt werden sollte, betont Katharina Domschke. In vielen Fällen wurde noch nicht nachgewiesen, ob die betrachteten Methylierungen tatsächlich die Aktivität eines bestimmten Gens beeinflussen.
Obwohl die Ergebnisse aufregend sind, gibt es immer noch viele Fragezeichen. Zum Beispiel: Können epigenetische Veränderungen von Mutter oder Vater an Kinder weitergegeben werden? Einige Forscher haben beobachtet, dass das Trauma immer noch Enkelkinder betrifft – und beschuldigen, dass die epigenetische Gravur an die Nachkommen weitergegeben wird. Soweit wir heute wissen, werden die meisten Bestimmungen in Eiern und Spermien von Säugetieren auf „Werkseinstellungen“ zurückgesetzt. Daher ist es unter Experten sehr umstritten, ob es beim Menschen eine epigenetische Vererbung zwischen den Generationen gibt.
Epigenetische Beiträge bei psychischen Störungen
Obwohl jede Zelle im Körper dieselbe genetische Information (Nukleotidsequenz) enthält, sind je nach Zelltyp und Umweltsituation nur einige Gene aktiv. Die Genaktivität wird teilweise durch „epigenetische“ Faktoren wie die Methylgruppen an der DNA reguliert. Wenn sie sich an bestimmten Stellen befinden, verhindern die Registerkarten, dass der Lesevorgang gestartet wird. Wenn das Risikogen auf diese Weise zum Schweigen gebracht wird, gibt es keine negativen Auswirkungen.
Dieser epigenetische Abdruck ist relativ stabil und bleibt während der Zellteilung im Gewebe erhalten. Umwelteinflüsse wie Ernährung oder Trauma können sie jedoch verändern und im schlimmsten Fall Krankheiten fördern. Andererseits können Studien zufolge geeignete therapeutische Interventionen ein gesundes Methylierungsmuster wiederherstellen.
2019 präsentierte der Leiter der Abteilung für Klinische und Biologische Psychologie der Universität Ulm Forschungen zur Vererbung epigenetischer Merkmale. Das Team untersuchte schwangere Frauen, die als Kinder missbraucht wurden. Im Vergleich zur Kontrollgruppe war das FKBP5-Gen in Blutzellen hypomethyliert. Bei Neugeborenen wurde das epigenetische Muster jedoch nicht mütterlicherseits gefunden. „Für mich ist das Problem über epigenetische Beiträge zu psychischen Störungen noch nicht endgültig geklärt“, sagt Kolassa. Traumatischer Stress hat sich auf vielen Ebenen ausgewirkt: „Epigenetik ist nur eine davon.“
