Gene und Luftverschmutzung vervielfachen das Depressionsrisiko

Luftverschmutzung beeinflusst in Wechselwirkung mit genetischem Risiko die kortikalen Netzwerke, die bei Depressionen eine Rolle spielen

10.11.2021 Eine genetische Veranlagung für Depressionen in Verbindung mit einer hohen Feinstaubbelastung erhöht das Depressionsrisiko für gesunde Menschen erheblich.

Dies geht aus einer erstmals in den Proceedings of the National Academies of Sciences (PNAS) veröffentlichten Studie von Neurowissenschaftlern des Lieber Institute for Brain Development (LIBD) des Johns Hopkins Medical Campus und der Peking University in Peking hervor.

Die Quintessenz dieser Studie sei, dass die Luftverschmutzung nicht nur den Klimawandel beeinflusst, sondern auch die Funktionsweise des Gehirns, sagte Koautor Dr. Daniel R. Weinberger. Die Auswirkungen auf die Anfälligkeit für Depressionen sind möglicherweise nur die Spitze des Eisbergs, wenn es um die Gesundheit des Gehirns geht.

Die Studie

Für die Studie wurden 352 gesunde und in Peking lebende Menschen untersucht. In Peking ist die tägliche Umweltverschmutzung gut dokumentiert. Die Teilnehmer unterzogen sich zunächst einer Genotypisierung, anhand derer die Forscher den polygenen Depressionsrisikoscore jeder Person berechneten – die mathematische Wahrscheinlichkeit, dass eine Person allein aufgrund ihrer Gene an einer Depression erkrankt. Anschließend sammelten die Forscher detaillierte Informationen über die relative Belastung aller Teilnehmer durch Luftverschmutzung im vorangegangenen Sechsmonatszeitraum.

Dann führten die Teilnehmer eine Reihe einfacher kognitiver Tests durch, während sie sich einer funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) unterzogen, die zeigt, welche Teile des Gehirns während der kognitiven Verarbeitung aktiviert wurden. Während der Tests wurden die Teilnehmer auch sozialem Stress ausgesetzt (unerwartetes negatives Feedback zu ihrer Leistung), was sich auf die Funktionsweise eines weit verzweigten Netzwerks von Gehirnschaltkreisen während der Tests auswirkte. Die Forscher zeigten dann, dass dieses Gehirnnetzwerk durch die Kombination der Gene für Depressionen und den relativen Grad der Luftverschmutzung unverhältnismäßig stark beeinträchtigt wurde.

Um direkt zu untersuchen, wie die Gene für Depressionen im menschlichen Gehirn wirken, untersuchten die Forscher Daten aus einem Genatlas von postmortalem menschlichen Hirngewebe. Anschließend ordneten sie die postmortalen Gehirnnetzwerke denselben Netzwerken bei lebenden Personen zu, um zu prüfen, ob diese Gene die Auswirkungen der Luftverschmutzung beeinflussen.

Anhand dieses ausgefeilten Modells fand das Team heraus, dass bei Menschen mit einem hohen genetischen Risiko für Depressionen und einer hohen Feinstaubbelastung die Gehirnfunktion durch eine engere Verknüpfung mit dem Zusammenwirken der Gene für Depressionen vorhergesagt wurde. Die Forscher fanden auch heraus, dass eine Untergruppe von Genen, die diese Verknüpfungen vorantreiben, auch an Entzündungen beteiligt sind – eine Erkenntnis, die neue pharmakologische Erkenntnisse zur Abschwächung der Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Gehirnfunktion und Depression liefern könnte.

Multiplikatoreffekt auf das Depressionsrisiko

Die Ergebnisse zeigen einen direkten neurologischen Zusammenhang zwischen der Luftverschmutzung und wie das Gehirn emotionale und kognitive Informationen verarbeitet, sowie dem Risiko für Depressionen, sagt Studienautor Dr. Zhi Li, Postdoktorand vom Lieber-Institut. Das Faszinierendste sei, dass die beiden Faktoren so miteinander verbunden sind, dass sie einen Multiplikatoreffekt auf das Depressionsrisiko haben. Das heißt, dass Risikogene und schlechte Luft zusammen das Depressionsrisiko viel stärker erhöhen als jeder einzelne Faktor für sich genommen.

© Psylex.de – Quellenangabe: Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2109310118

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