Gehirne im Tanz der Hormone

Gehirne im Tanz der Hormone
Prof. Dr. Dr. Bettina Pfleiderer
Institut für Klinische Radiologie, UKM
E-mail: [email protected]
Web: http://hirnforschung.uni-muenster.de
Inhalt
Inhalt
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Aufbau des Gehirns
Was sind Hormone?
Wie wirken Hormone im Gehirn?
Geschlechtsunterschiede
Ein “zuviel” und “ zu wenig “ …
Pubertät- ein Tanz der Hormone
Aus
Aus was
was besteht
besteht ein
ein Gehirn?
Gehirn?
Nervenzellverknüpfung
(Synapse)
Nervenzellkörper
Nervenzellfortsätze
(Axon)
Unter
Unter dem
dem Mikroskop
Mikroskop
Nervenzellkörper
Das menschliche Gehirn
hat ca. 100 Milliarden
Nervenzellen!
Diese sind durch ca. 100
Billionen Kontaktstellen
miteinander verbunden.
Nervenzellfortsätze
Unser
Unser Gehirn
Gehirn
MRT-Magnetresonanztomographie
Gehirn ist „lebendig, verändert sich stets, Synapsen werden
gelöst und gebildet!
Neben der Umwelt, Krankheiten, Stress, Stimmung, Gene
spielen dabei Hormone auch eine Rolle.
Hormone
Hormone und
und Gehirn
Gehirn
Hormone und Gehirn sind eng verwoben!
Hormone sind Botenstoffe im Nervensystem
und Nervenzellen und Gene haben Rezeptoren für
Hormone!
Schlüssel-Schloss-Prinzip!
Rezeptoren – Polymorphismen – Abstufungen in der
Wirkung
Sexualhormone
Sexualhormone
Eierstock
Hoden
Testosteron
Eierstock
Cholesterol
Nebennierenrinde
Östradiol
Eierstock
Nebennierenrinde
Nervezellen, Gliazellen
Progesteron
Für diese gibt es Rezeptoren im Gehirn: Neurohormone
Anteil der Metabolisierung ist geschlechtsspezifisch
Weiblicher
Weiblicher Zyklus
Zyklus
menstruellen Phase
Lutealen Phase
Wirkung
Wirkung
Beeinflussung von intrazellulären Signalwegen
Beeinflussung von Botenstoff-Freisetzung z.b. Serotonin
(Depression, Schmerz)
Wirkung
Wirkung
Progesteron/Östrogen:
neuroprotektive und neuroregenerativ!
- Myelisation/Remyelisation
- Verringerung von inflammatorischen
Prozessen und Vermeidung
von Zelltod.
- Förderung der Synapsenbildung
- Aussprossung von Neuronen
Einfluss
Einfluss auf
auf Hirnareale
Hirnareale
Lage der Hippocampi (rot) im menschlichen
Gehirn:
Ansicht von unten (die Stirn liegt im Bild
oben)
Hippocampus:
- Gedächtniskonsolidierung
- Langzeitgedächtnis
- immer wieder neue Verbindungen
zu anderen Nervenzellen durch
Lernen.
- Modulation durch Geschlechtshormone: Sexualhormonrezeptoren
Amygdala : Emotionales Gedächtnis, Verarbeitung
von Emotionen
Hypothalamus : Hormonausschüttung, u.a. Sexualhormone
Hormoneinfluss
Hormoneinfluss auf
auf die
die Gehirnleistung
Gehirnleistung
Korrelation: endogenes Testosteron und
Kognitionsleistungen:
1276 Frauen und 1107 Männer, neuropsychologische
Tests
∗Männer: T ⇑ - visuospatial
∗Frauen: T ⇑ - Verbale Testleistungsfähigkeit ⇓
Mittelwerte, es gilt nicht für alle Frauen und nicht für alle Männer!
(Thilers PP, Psychoendocrinol 2006)
Einfluss
Einfluss des
des weiblichen
weiblichen Zykluses
Zykluses
• lutealen Phase: hohes Östrogen
räumliche Aufgaben ⇓
Sprachaufgaben ⇑
• menstruelle Phase: niederes Östrogen
räumliche Aufgaben ⇑
Sprachaufgaben ⇓
Mittelwerte, es gilt nicht für alle Frauen und nicht für alle Männer!
„Zuwenig“
„Zuwenig“ oder
oder „zuviel“
„zuviel“
Hypogonadismus: klinischer Testosteronmangel in
Männern
Östrogen: bei Magersucht zu wenig Sexualhormonen
Doping mit Testosteron - Stoffwechselprodukt: Steroide
Merke: Langeranhaltendes Doping oder Magersucht
kann zu strukturellen Hirnveränderungen führen, die
nicht mehr rückgängig gemacht werden können.
Wechseljahre bei Frauen
Pubertät
Pubertät
Beginn: Mädchen: 8 -17. Lebensjahr
Jungen: ca. 9,5. -17. Lebensjahr
Pubertät fängt immer früher an
„Anarchie
„Anarchie der
der Hormone“
Hormone“
• Östrogen
• Progesteron
• Testosteron
Alter
sowohl bei Mädchen, als auch Jungen…..
Verhalten
Verhalten
Führt zu Stimmungsschwankungen, Depression, Ängsten,
Verhaltensänderungen!
Mädchen: Verliebtheit, Beziehungen, sexuelle Attraktivität,
Meiden der Eltern
Jungen: männliche Rangordnungen, Respekt, Sexualität
viel Zeit allein vor dem Computer
Was
Was passiert
passiert bei
bei Tieren
Tieren in
in der
der Pubertät?
Pubertät?
• Veränderungen auf Zellebene
• Frühe Pubertät: Überproduktion von
Nervenzellfortsätze (Axone) und Verbindungen
(Synapsen), die in der späten Pubertät wieder
gelöst werden..
beim Menschen ähnlich …..
Menschen:
Menschen: Hirnreifung
Hirnreifung der
der grauen
grauen Substanz
Substanz
auf
auf der
der Gehirnoberfläche
Gehirnoberfläche während
während der
der Pubertät
Pubertät
• Menge der grauen Substanz nimmt deutlich ab im Laufe
der Pubertät!
• Grösste Veränderung während der Pubertät im Nucleus
Accumbens (Funktionen: Teil des eingebauten
Belohnungssystems, erzeugt Glücksgefühl durch
Rausch und Sucht) und im frontalen Vorderhirn:
dorsolateral präfrontaler Cortex (Funktionen:
Aufmerksamkeit auf ein Ziel und unterdrückt störende
(zusätzliche, ablenkende) Komponenten bei der
Verhaltensausführung, Kurzzeitgedächtnis, Ratio)
• Geschlechtsspezifische Unterschiede, Jungenhirne reifen
ca. 2 Jahre später als Mädchenhirne
Pubertät:
Pubertät: ein
ein Tanz
Tanz der
der Synapsen!
Synapsen!
• Es finden neue “Verkabelungen” im Gehirn statt
• Neue Schaltkreise entstehen: Modulation durch
Hormone
• Hormonschwankungen wirken besonders auf
Gehirnareale, die mit dem Gedächtnis zu tun haben.
• Gehirnentwicklung bekommt einen neuen Schub,
allerdings entwickeln sich das Gefühlssystem und
Vernunftssystem (ratio) unterschiedlich schnell.
Verhalten
Verhalten
- zunehmende emotionale Sensitivität und
Reaktivität
- Jugendliche sprechen daher mehr auf Inhalte mit
affektiven Inhalten an, vor allem Mädchen
- eher kurzfristige Gewinne/Ziele als langfristige
Strategien
- Risiken werden bewusst in Kauf genommen
Lernen
Lernen und
und Pubertät
Pubertät
- Bei Kindern wird bei Gedächtnisaufgaben sehr
viele Areale diffus aktiviert
- Bei Jugendlichen aktiviert mit zunehmenden Alter
das ganze Gedächtnisnetzwerk fokussierter, ist
mehr fein abgestimmt: d.h. Regionen die wenig mit
der Aufgabe zu tun haben, sind auch nicht mehr
aktiv.
- In der Pubertät sind Jugendliche leicht ablenkbar
Hormone
Hormone ein
ein Einflussfaktor
Einflussfaktor
Soziokulturelle Faktoren
Geschlechtererwartungen
Traumatisierungen
biologische Faktoren
Sexualhormone
Gene
Alter
Psychologische Faktoren
Kognitive und affektive Faktoren
....
Biologie: macht das Gehirn „verletzlich“ durch Umorganisation
in der Pubertät, aber Umwelt, Kultur ist mindestens so entscheidend
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Pubertät
Risk-taking and the adolescent brain: who is at risk?
Adriana Galvan et al.
Developmental Science 10:2 (2007), pp F8–F14
The adolescent brain
B.J. Casey et al.
Dev Rev. 2008 ; 28(1): 62–77
Centrum für Reproduktionsmedizin und
Andrologie :
Prof. Dr. med. Michael Zitzmann
Institut für klinische Radiologie, UKM
Dr. med. Anne Kreifels