Cannabis und das jugendliche Gehirn: Französische Wissenschaftler machen eine bahnbrechende Entdeckung

Wissenschaftler versuchen seit langem zu verstehen, warum der Cannabiskonsum im Jugendalter Auswirkungen haben könnte, die bis ins Erwachsenenalter andauern.

Mehrere Studien haben einen Zusammenhang zwischen dem Cannabiskonsum im Jugendalter und einem erhöhten Risiko für bestimmte psychiatrische Störungen im späteren Leben festgestellt, darunter soziale oder kognitive Schwierigkeiten. Tierversuche haben zudem dauerhafte Verhaltensänderungen nach einer Exposition gegenüber THC, dem wichtigsten psychoaktiven Wirkstoff von Cannabis, gezeigt.

Eine Frage bleibt jedoch offen: Wie kann eine relativ kurze Exposition im Jugendalter noch Wochen oder sogar Jahre später Folgen haben?

Eine neue Studie, die in Neuropsychopharmacology veröffentlicht wurde, liefert einen Ansatz: die Mitochondrien, jene kleinen Strukturen, die die für die Funktion unserer Zellen notwendige Energie liefern.

Forscher aus Frankreich, Spanien und Italien haben entdeckt, dass die Exposition gegenüber THC während der Pubertät die Funktionsweise der Mitochondrien in bestimmten Gehirnzellen von Mäusen vorübergehend veränderte.

Noch erstaunlicher: Diese Veränderung war im Erwachsenenalter verschwunden, doch bestimmte Verhaltensänderungen waren weiterhin vorhanden. Und in diesem Experiment betrafen sie hauptsächlich männliche Mäuse.

Mitochondrien im Mittelpunkt des Experiments

Die Forscher richteten ihr Augenmerk auf die Mitochondrien, da frühere Arbeiten gezeigt hatten, dass die CB1-Cannabinoidrezeptoren nicht nur auf der Oberfläche von Gehirnzellen, sondern auch auf deren Mitochondrien zu finden sind.

THC kann daher direkt auf diese einwirken und bestimmte Mechanismen stören, die es den Zellen ermöglichen, Energie zu produzieren.

Das Team wollte herausfinden, ob eine solche Störung, wenn sie während der Pubertät auftritt, dauerhafte Folgen haben könnte. Diese Phase ist besonders wichtig, da sich das Gehirn noch in voller Entwicklung befindet und sich seine Schaltkreise weiterhin neu organisieren.

Um dies zu überprüfen, verabreichten die Forscher jugendlichen männlichen und weiblichen Mäusen zehn Tage lang täglich THC oder eine Kontrolllösung. Sobald die Tiere das frühe Erwachsenenalter erreicht hatten, bewerteten sie deren körperliche Aktivität, soziale Interaktionen und Arbeitsgedächtnis.

Unterschiedliche Auswirkungen bei Männchen und Weibchen

Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied zwischen den Geschlechtern. Männliche Mäuse, die während der Adoleszenz THC ausgesetzt waren, waren anschließend aktiver, interagierten weniger mit Artgenossen und schnitten bei einem Test zur Messung des Arbeitsgedächtnisses schlechter ab.

Weibliche Mäuse hingegen waren in denselben Tests deutlich weniger von der THC-Exposition betroffen.

Um zu verstehen, warum dies so ist, untersuchten die Forscher ein Protein namens NDUFS4, das an der Funktion der Mitochondrien und damit an der Energieproduktion der Zellen beteiligt ist.

Bei männlichen Mäusen im Jugendalter veränderte THC dieses Protein vorübergehend im Hippocampus und im präfrontalen Kortex, zwei Gehirnregionen, die insbesondere für das Gedächtnis und das Verhalten zuständig sind.

Bei der höchsten getesteten THC-Dosis war diese Veränderung unmittelbar nach der Exposition deutlich sichtbar. Im Erwachsenenalter war sie jedoch verschwunden. Auch die weiblichen Mäuse zeigten keine vergleichbare Reaktion auf THC.

Die Forscher standen somit vor einem rätselhaften Ergebnis: Die in den Zellen beobachtete Veränderung war vorübergehend, doch die Verhaltensänderungen hielten an.

Eine vorübergehende Störung mit dauerhaften Folgen?

Es galt nun zu klären, ob diese Veränderung der Mitochondrien tatsächlich für die später beobachteten Veränderungen verantwortlich war. Die Forscher richteten ihre Aufmerksamkeit daher auf die Astrozyten. Diese Zellen spielen eine wesentliche Rolle im Gehirn: Sie umgeben und stützen die Neuronen und sind insbesondere an deren Energieversorgung beteiligt.

Mithilfe eines viralen Vektors führten die Wissenschaftler bei männlichen Mäusen eine modifizierte Version des NDUFS4-Proteins ein, um zu verhindern, dass es der durch THC verursachten Störung ausgesetzt war. Die Mäuse wurden anschließend während ihrer Jugendphase THC ausgesetzt.

Ergebnis: Indem sie diese Störung verhinderten, verhinderten die Forscher auch die späteren Veränderungen in der Sozialität und der körperlichen Aktivität, die bei den anderen, THC-exponierten Mäusen beobachtet wurden. Das Experiment legt somit nahe, dass diese vorübergehende Störung der Mitochondrienfunktion eine direkte Rolle bei bestimmten später beobachteten Verhaltenseffekten spielt.

Das jugendliche Gehirn ist offenbar besonders empfindlich

Die Forscher schlagen daher folgendes Szenario vor: Während der Pubertät stört THC vorübergehend die Funktion der Mitochondrien in den Astrozyten. Diese Zellen würden die Neuronen dann weniger effektiv unterstützen, und zwar genau zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schaltkreise des Gehirns noch im Aufbau sind.

Auch wenn sich die Funktion der Mitochondrien anschließend wieder normalisiert, könnten bestimmte Gehirnschaltkreise während dieser besonders sensiblen Phase verändert worden sein.

Mit anderen Worten: Das Problem wäre nicht unbedingt eine dauerhafte Schädigung der Mitochondrien. Vielmehr wäre es der Zeitpunkt, zu dem die Störung auftritt, der langfristige Folgen haben könnte.

Die Studie wirft auch die Frage nach den Unterschieden zwischen Männern und Frauen auf. Die Autoren stellen insbesondere die Hypothese auf, dass Weibchen einen besseren Schutz vor bestimmten zellulären Ungleichgewichten genießen, was möglicherweise mit Östrogenen zusammenhängt. Sie betonen jedoch, dass dieser Ansatz genauer untersucht werden muss.

Ergebnisse bei Mäusen, noch keine beim Menschen

Diese Unterscheidung ist entscheidend: Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt und belegt nicht, dass dasselbe Phänomen bei den Jugendlichen, die Cannabis konsumieren.

Die Versuchsbedingungen unterscheiden sich zudem erheblich vom menschlichen Konsum. Den Mäusen wurde insbesondere THC per Injektion verabreicht, und die Forscher räumen ein, dass sie noch nicht wissen, ob Astrozyten die einzigen oder sogar die wichtigsten Zellen sind, die an den beobachteten Effekten beteiligt sind.

Diese Studie belegt daher nicht, dass Cannabiskonsum im Jugendalter unweigerlich zu psychiatrischen Störungen im Erwachsenenalter führt.

Sie liefert jedoch einen biologischen Ansatz, um zu erklären, wie eine THC-Exposition während einer sensiblen Phase der Gehirnentwicklung Auswirkungen hervorrufen könnte, die auch nach dem Abklingen der anfänglichen Störung bestehen bleiben.