Im Rattenmodell verändert jugendliches Trinken Gene, die das Verhalten von Erwachsenen beeinflussen

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Alkoholexzesse im Jugendalter Gehirnveränderungen auslösen können, die bestimmte Verhaltensweisen im Erwachsenenalter beeinflussen.

Anhand eines Tiermodells zeigten Forscher der University of Illinois am Chicago College of Medicine, dass einige Teile des Gehirns während der Pubertät anfällig für Alkohol sind. Diese Anfälligkeit kann zu genetischen Veränderungen führen, die dauerhafte Verhaltenseffekte verursachen können.

Ihre Ergebnisse werden online in der Zeitschrift veröffentlicht Neurobiologie der Krankheit.

"Dies könnte der Mechanismus sein, durch den jugendliche Alkoholexzesse das Risiko für psychiatrische Störungen, einschließlich Alkoholismus, im Erwachsenenalter erhöhen", sagt der Hauptautor Subhash Pandey.

Pandey und seine Kollegen verwendeten experimentelle Ratten, um die Auswirkungen einer intermittierenden Alkoholexposition im jugendlichen Entwicklungsstadium zu untersuchen.

Ein- und Ausschalten der Alkoholexposition während der Pubertät veränderte die Aktivität der Gene, die für eine normale Hirnreifung benötigt werden, sagte Pandey. Die Genveränderungen "erhöhten angstähnliche Verhaltensweisen und die Präferenz für Alkohol im Erwachsenenalter", sagte er.

Die Verhaltenseffekte seien auf "epigenetische" Veränderungen zurückzuführen - "die laut früheren Untersuchungen durch Umweltsubstanzen, einschließlich Alkohol, beeinflusst werden können". Epigenetische Veränderungen können bei einem Individuum von langer Dauer oder dauerhaft sein. Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass einige epigenetische Veränderungen sogar vererbbar sein können.

Epigenetische Veränderungen sind chemische Modifikationen der DNA oder der Proteine, um die die DNA gewickelt ist, wie ein Faden auf einer Spule. Die Modifikation dieser Proteine, Histone genannt, kann ändern, wie locker oder fest die DNA gewickelt ist.

Gene, die in DNA liegen, die eng um die Histone gewickelt ist, sind weniger aktiv als wenn die DNA locker gewickelt ist. Je lockerer die DNA gewickelt ist, desto zugänglicher sind die Gene für die zelluläre Maschinerie, die sie „exprimiert“.

Epigenetische Veränderungen regulieren viele Prozesse, einschließlich der Entwicklung und Reifung des Gehirns während der Pubertät. Änderungen an den Histonen legen die Gene frei, die erforderlich sind, um neue synaptische Verbindungen herzustellen oder nicht benötigte Neuronen zu beschneiden.

Die Forscher modellierten jugendliche Alkoholexzesse beim Menschen, indem sie 28 Tage alten Ratten zwei Tage hintereinander Alkohol gaben, gefolgt von zwei freien Tagen. Sie wiederholten dieses Muster 13 Tage lang.

Einige Ratten wurden bis ins Erwachsenenalter verfolgt und auf abnormes Verhalten hin beobachtet. Ihnen wurde sowohl Alkohol als auch Wasser angeboten und ihr Alkoholkonsumverhalten wurde überwacht.

Die Forscher entdeckten, dass Ratten, die während der Pubertät Alkohol ausgesetzt waren, Verhaltensänderungen zeigten, die bis ins Erwachsenenalter andauerten, lange nachdem die Exposition gegenüber Alkohol beendet war. Sie zeigten ein erhöhtes angstähnliches Verhalten und tranken im Erwachsenenalter mehr Alkohol.

Bei der Analyse von Hirngewebe aus einem Teil des Gehirns, der Amygdala, fanden die Forscher epigenetische Veränderungen bei den exponierten Ratten. Diese epigenetischen Veränderungen waren wiederum mit einer verminderten Expression eines Gens verbunden, das Nervenzellen benötigen, um neue synaptische Verbindungen zu bilden.

Pandey glaubt, dass die verminderte Aktivität dieses Gens auf die engere Wicklung seiner DNA zurückzuführen sein könnte. Die verminderte Expression des Gens blieb im Erwachsenenalter bestehen, selbst wenn die Alkoholexposition Wochen zuvor gestoppt wurde. Die Forscher beobachteten eine verminderte Nervenkonnektivität in den Amygdalae dieser betroffenen erwachsenen Ratten.

"Unsere Studie bietet einen Mechanismus dafür, wie Alkoholexzesse während der Pubertät zu dauerhaften [epigenetischen] Veränderungen führen können ... die bei Erwachsenen zu erhöhter Angst und Alkoholismus führen", sagte Pandey.

Intermittierende Alkoholexposition „verschlechtert die Fähigkeit des Gehirns, die Verbindungen herzustellen, die es während der Pubertät benötigt.“ "Das Gehirn entwickelt sich nicht so, wie es sollte, und damit sind dauerhafte Verhaltensänderungen verbunden."

Die Forscher nutzten auch die Gelegenheit, um ein pharmakologisches Experiment durchzuführen, das eine mögliche Behandlung nachahmen sollte.

Ein Krebsmedikament - von dem bekannt ist, dass es die genetische Aktivität blockiert - wurde erwachsenen Ratten verabreicht, die während der Pubertät Alkohol ausgesetzt waren. Es wurde festgestellt, dass diese Intervention zu positiven Veränderungen führte, da beobachtet wurde, dass die DNA weniger eng gewickelt war und die Ratten weniger Angst und verringerten Alkoholkonsum zeigten.

Obwohl die Ergebnisse positiv waren, sind zusätzliche Untersuchungen erforderlich.

"Wir sind uns nicht sicher, ob das Medikament im Erwachsenenalter langfristig verabreicht werden muss, um die schädlichen Auswirkungen der Alkoholexposition bei Jugendlichen vollständig umzukehren", sagte Pandey. Weitere Experimente mit diesem und anderen epigenetischen Arzneimitteln sind geplant.

Quelle: Universität von Illinois in Chicago