Wie Hormone die Hirnstruktur beeinflussen
Martina FreyerIn Kernspinanalysen wurden Hormon-induzierte Veränderungen der Hirnplastizität im Menstruationszyklus untersucht. Dabei wurde Endometriose als Beispiel für ein verändertes Hormonmilieu berücksichtigt.
Ein internationales Autorenteam um die Jenaer Psychologin Dr. Carina Heller untersuchte in einer Längsschnittstudie den Einfluss der weiblichen Hormone im Zyklusverlauf auf Muster der Hirnplastizität. Bei den Probanden wurden auch die Wirkung hormoneller Kontrazeption und das spezielle Hormonprofil der Endometriose berücksichtigt. Die Daten zeigen, dass alle Hirnbereiche hormonbedingten Schwankungen unterliegen und zu ihrem Verständnis der Blick über den normalen Menstruationszyklus hinaus wichtig ist.
Morgenroutine: Tägliches MRT für Studie zu Sexualhormonen und Hirnplastizität
Fünf Wochen lang ließen sich drei Frauen und ein Mann jeden Tag nach dem Frühstück in den Magnetresonanztomographen (MRT) schieben. Nach dem Hirnscan wurden in einer Blutprobe Östradiol und Progesteron bestimmt. In täglichen Fragebögen wurden auch Stimmung und Ängstlichkeit erfasst. In dieser Messreihe verfolgte das Forschungsteam, wie sich die Hirnstruktur im Verlauf des weiblichen Hormonzyklus verändert. Um den Einfluss der Hormone besser zu verstehen, wählten sie eine Probandin mit regelmäßigem, natürlichem Zyklus, eine Frau unter oraler Kontrazeption, eine Frau mit Endometriose und einen Mann ohne zyklische Veränderung des Hormonstatus. Ein weiterer Datensatz einer Frau mit Zyklus wurde als Referenz eingesetzt. Sexualhormone steuern den Menstruationszyklus: Da man die passenden Rezeptoren auch im Gehirn findet, wurden Veränderungen im Zyklusverlauf erwartet, individuell bei unterschiedlichen hormonellen Konstellationen.
Zyklusabhängige Volumenänderungen
Die MRT-Messungen zeigten, dass diese Veränderungen nicht nur einzelne Regionen betreffen, sondern das gesamte Gehirn einschließlich des Kleinhirns und der subkortikalen Strukturen. „Erstaunlicherweise ergaben bei allen vier Frauen die Volumenänderungen des Gehirns über den Zyklus etwa dasselbe Muster der Hirnregionen. Wie sich aber die Hirnstruktur einer bestimmten Region ändert, unterschied sich individuell je nach den hormonellen Bedingungen deutlich“, erklärt Heller.
Prominente Rolle von Progesteron
Bei typischem Zyklus bestimmte vor allem Progesteron die Schwankungen in der Hirnstruktur. Im Gegensatz dazu scheint Estradiol, wenn es das dominierende Hormon während des gesamten Zyklus ist – wie bei Endometriose oder Kontrazeption – auch auf die strukturelle Gehirndynamik einen größeren Einfluss auszuüben.
Gehirn-Hormon-Kopplung: Bedeutung des individuellen Hormonmilieus
Carina Heller: „Eine zentrale Erkenntnis unserer Studie ist, dass die Gehirn-Hormon-Kopplung nicht universell, sondern vom hormonellen Milieu abhängig ist. Und dass wir uns bei der Erforschung dieses Zusammenhangs nicht auf ‚normale‘ Zyklen beschränken dürfen.“
Endometriose als Vergleichsgruppe
Endometriose ist gekennzeichnet durch erhöhte lokale Estradiol-Spiegel, da endometriotische Läsionen durch Estrogenwachstum angetrieben werden. Gleichzeitig zeigen diese Läsionen häufig eine Progesteronresistenz. Dadurch ergeben sich relativ hohe Estradiol- zu-Progesteron-Verhältnisse. Die Studie liefert direkte strukturelle Evidenz, dass das Gehirn bei Endometriose anders auf Sexualhormone reagiert: Bei Endometriose wurde eine andere hormonelle Kopplung zwischen Zyklus und Gehirnstruktur als bei typischem Zyklus beobachtet. Die stärker ausgeprägte Estrogen-Assoziation kann bedeuten, dass Estradiol-abhängige Mechanismen der Hirnplastizität bei Endometriose eine größere Rolle spielen – möglicherweise auch im Zusammenhang mit Stimmung, kognitiver Verarbeitung oder Schmerzmodulation.
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