Gehirnmuster zeigt, warum chronische Schmerzen zu Depression führen
Chronische Schmerzen sind schon lange dafür bekannt, mit Depression verbunden zu sein. Bei Erwachsenen mit chronischen Schmerzen zeigen etwa 40 % klinische Symptome einer Depression. Aber warum entwickeln nur manche Menschen mit chronischen Schmerzen eine Depression?
Forscher haben sich lange gefragt, warum dies passiert – und was im Gehirn vor sich geht. Wenn wir diese Frage beantworten können, könnten wir möglicherweise verhindern, dass sich eine Depression entwickelt. Unsere kürzlich in Science veröffentlichte Studie legt nahe, dass die Antwort tatsächlich im Gehirn liegt.
Um unsere Studie durchzuführen, analysierten wir Neuroimaging-Gehirnscans von 14.462 Teilnehmern der UK Biobank-Kohorte. Wir verglichen Gruppen von Teilnehmern: Personen mit chronischen Schmerzen seit mindestens sieben Jahren ohne Depressionssymptome und Personen mit chronischen Schmerzen, die depressive Symptome entwickelt hatten. Bei letzteren waren die depressiven Symptome entweder während des gesamten siebenjährigen Zeitraums vorhanden oder sie entwickelten sich nach zwei oder vier Jahren. Dies ermöglichte eine Analyse der Entwicklung von Depressionen im Zusammenhang mit chronischen Schmerzen mittels Gehirnbildgebung.
Diese neuroimaging-Analysen zeigten etwas Überraschendes im Gehirn – speziell in einer Struktur, die als Hippocampus bekannt ist. Der Hippocampus hat wichtige Funktionen beim Lernen und Gedächtnis. Bei Teilnehmern mit chronischen Schmerzen ohne depressive Symptome zeigten sich moderate Zunahmen des Hippocampusvolumens und verbesserte Gedächtnisleistungen. Dies stimmt mit der Annahme überein, dass das Gehirn versucht, mit dem Stress der Schmerzen umzugehen.
Im Gegensatz dazu zeigten Menschen, die sowohl chronische Schmerzen als auch Depressionen erlebten, reduziertes Hippocampusvolumen und beeinträchtigte kognitive Leistungen. Weitere Analysen dieser Scans deuteten darauf hin, dass sich diese Veränderungen im Laufe der Zeit entwickelt haben. Dies deutet darauf hin, dass der Hippocampus zunächst versucht, auf anhaltende Schmerzen zu reagieren, aber im Laufe der Zeit verletzlich wird, wenn die Schmerzen über lange Zeit bestehen bleiben.
Wichtig ist, dass ähnliche Muster bei mehreren Kategorien chronischer Schmerzen beobachtet wurden – einschließlich Rücken-, Bauch-, Knie- und Hüftschmerzen sowie Kopfschmerzen. Dies deutet darauf hin, dass die Ergebnisse nicht auf einen einzigen Typ chronischer Schmerzen beschränkt sind.
Wir haben dann untersucht, wie sich diese Hirnveränderungen bei Menschen mit chronischen Schmerzen im Tiermodell entwickelten. Diese Forschung ergab, dass bei Tieren eine ähnliche Abfolge von Veränderungen im Volumen des Hippocampus mit einer erhöhten neuronalen Aktivität begleitet wurde. Moderate Verbesserungen der kognitiven Funktion traten zuerst auf, gefolgt von ängstlichem Verhalten, das sich später in depressionsähnliche Symptome und schlechteres Gedächtnis verwandelte.
Es ist seit langem bekannt, dass der Hippocampus bei emotionalen Erinnerungen beteiligt ist und sehr empfindlich auf chronischen Stress reagiert. Die Plastizität des Hippocampus (die Fähigkeit, neue Nervenzellen zu bilden) spielt eine Rolle beim Umgang mit chronischem Stress.
Wir fanden heraus, dass ein Bereich des Hippocampus, der als Dentat‑Gyrus bekannt ist – einer der wenigen Bereiche, in dem weiterhin neue Gehirnzellen im Erwachsenenalter gebildet werden – als kritischer regulatorischer Knotenpunkt und Dreh- und Angelpunkt für den Übergang von chronischen Schmerzen zu Depression hervorging. Frühe im Schmerzprozess zeigten neu gebildete Neuronen im Dentat‑Gyrus erhöhte Aktivität, was darauf hindeutet, dass das Gehirn zunächst eine Schutzreaktion auf anhaltende Schmerzen startet. Im Laufe der Zeit wurden jedoch Immunzellen, sogenannte Mikroglia, abnormal aktiviert und störten die normale neuronale Signalübertragung im Hippocampus.
Diese abnormale Mikroglia‑Aktivierung scheint den Kipppunkt zu markieren, an dem die anfänglich schützende Reaktion des Gehirns auf Schmerzen zu versagen beginnt. Interessanterweise unterdrückte eine Antibiotikabehandlung mit Minocyclin die abnormale Mikroglia‑Aktivierung und reduzierte depressionsähnliches Verhalten in den Tiermodellen. Diese Behandlung bewahrte auch die Struktur des Hippocampus und die kognitive Funktion.
Behandlung von Schmerzen und Depression
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Behandlung wie Minocyclin helfen könnte, Depressionen bei Menschen mit anhaltenden Schmerzen zu verhindern – insbesondere wenn die Behandlung frühzeitig eingeleitet wird. Natürlich spielen auch andere psychosoziale, sozioökonomische und genetische Faktoren eine Rolle bei der Schmerzwahrnehmung. Daher ist es wahrscheinlich, dass bei manchen Menschen diese Faktoren den chronischen Stress und die Schmerzerfahrung verstärken.
Allerdings gibt es andere evidenzbasierte Wege, das Depressionsrisiko zu reduzieren. Eine andere kooperative Studie zeigte, dass sieben gesunde Lebensstil‑Faktoren wie guter Schlaf, Bewegung und Ernährung das Depressionsrisiko um 57 % reduzieren können. Diese Lebensstilfaktoren standen ebenfalls im Zusammenhang mit einem erhöhten Hippocampusvolumen, entsprechend den neuen Studienergebnissen.
Achtsamkeitstraining kann auch eine Strategie sein. Es wurde gezeigt, dass Achtsamkeitsmeditation bei der Verbesserung der Arbeitsgedächtnisleistung hilft und die Grausubstanz im Hippocampus erhöht – auch bei der Bewältigung chronischer Schmerzen und zur Verringerung von Symptomen von Stress und Depression.
Unsere Entdeckung hat eine wichtige Frage beantwortet, die Forscher lange beschäftigt hat. Wir haben die Schlüsselrolle des Hippocampus im Zusammenhang zwischen chronischen Schmerzen und Depressionen aufgezeigt. Dieses Ergebnis weist auch auf potenzielle Behandlungen hin, die eine Depression bei Menschen mit chronischen Schmerzen verhindern könnten.