Neue Studie

Frühkindlicher Stress hinterlässt eine "Narbe" in den Gehirnzellen

Schwierige emotionale Erfahrungen in der Kindheit machen anfälliger für Angsterkrankungen. Das weiß man schon länger, nun wurde entdeckt, wie sich die Gehirnzellen dabei verändern

Pia Kruckenhauser

Traumatische Erlebnisse in der Kindheit können sich ein Leben lang auswirken. Schläge, emotionale Kälte, Missbrauchserfahrungen, ein fehlender Elternteil oder auch einfach stark überforderte Bezugspersonen beeinflussen das Kleinkindgehirn dauerhaft. Das liegt unter anderem daran, dass beim kleinen Kind die Gehirnentwicklung noch nicht so weit fortgeschritten ist, dass ein rationales Einordnen möglich ist. Es bezieht deshalb jedes Ereignis unmittelbar auf sich selbst und das eigene Verhalten.

Das ist ein wichtiger Überlebensmechanismus und aus der Entwicklungspsychologie lange bekannt. Weniger bekannt ist, dass sich negative Erfahrungen tatsächlich ins Gehirn einschreiben. Messungen zeigen, dass sich das Volumen der grauen Hirnmasse in bestimmten Regionen durch traumatische Erfahrungen verringern kann. Doch bislang wusste man nicht, was da genau im Gehirn passiert. Das wurde nun für eine aktuelle Studie von Forschenden der Washington University School of Medicine in St. Louis und der Princeton University am Beispiel von Mäusen untersucht.

Neue DNA-Verpackung

Wie relevant diese Forschung ist, zeigt das schiere Ausmaß der frühkindlichen Belastungen. Mehr als die Hälfte aller Kinder weltweit sind in ihrer frühen Kindheit Belastungen durch Missbrauch, dysfunktionale Familienverhältnisse wie Gewalt oder Drogenkonsum oder andere traumatische Erlebnisse ausgesetzt, schreiben die Forschenden. Das Auftreten von vier oder mehr solcher Erfahrungen kann das Risiko für langfristige psychische und physische Gesundheitsprobleme im Erwachsenenalter deutlich erhöhen. Dazu zählen auch fortgesetzte Erfahrungen von Vernachlässigung, auch wenn jede einzelne womöglich nicht schlimm erscheinen mag.

Das Problem: Diese traumatischen Erfahrungen lösen Veränderungen in der DNA-Verpackung der Gehirnzellen aus. Dadurch bildet sich ein molekulares Gedächtnis für Traumata, das das Gehirn anfälliger für zukünftigen Stress macht. Weil es zudem schneller aktiviert wird, sinkt die Stresstoleranz.

Die Forschenden wollten verstehen, wie solche Traumata in der frühen Kindheit das Gehirn physisch konkret verändern. Dafür konzentrierten sie sich auf eine Hirnregion namens ventrales Tegmentum. Das ist eine Struktur im Mittelhirn, in der Dopamin produzierende Gehirnzellen für die Verarbeitung wichtiger Umwelteinflüsse wie Belohnungen und Belastungen zuständig sind. Werden diese Gehirnzellen abnormal aktiviert – das passiert etwa in Reaktion auf Stress –, stört das die Verarbeitung von Belohnungen im Gehirn und macht Betroffene anfälliger für Angstzustände und Depressionen.

Innerhalb der Dopamin produzierenden Neuronen konzentrierten sich die Forschenden wiederum auf das Epigenom. Das sind eine Reihe molekularer Markierungen, die die Zellmaschinerie anweisen, Gene ein- und auszuschalten – was wiederum die Aktivität der Zellen beeinflusst.

Stress dehnt genetische Feder

Relevant ist dabei die Auswirkung auf die DNA: Diese ist innerhalb der Zellen wie eine Spirale aufgewickelt, erklärt Catherine Jensen Peña, Hauptautorin der Studie und Assistenzprofessorin am Princeton Neuroscience Institute. "Die DNA-Spiralen sind um Histonproteine gewickelt, die mitbestimmen, wie eng oder locker die Spirale aufgewickelt ist. Wird die DNA-Spirale zusammengedrückt, werden ihre Gene abgeschaltet. Dehnt und öffnet sich die DNA-Spirale, können die Gene leichter aktiviert werden."

In Versuchen mit jungen Mäusen, die Stress ausgesetzt worden waren, stellten die Forschenden fest, dass das Enzym SETD7 in den Dopaminneuronen häufiger vorkam als in Mäusen, die in einer typischen Umgebung aufgewachsen waren. SETD7 hilft dabei, eine chemische Markierung – H3K4me1 – an der genetischen Struktur anzubringen und diese so für das Entrollen zu kennzeichnen. Dadurch reagiert die Zelle empfindlicher auf Umwelteinflüsse, erklärt Peña.

In Folge wurde der SETD7-Spiegel in jungen, stressfreien Mäusen künstlich erhöht. Selbst ohne frühkindlichen Stress wiesen diese Mäuse in ihren dopaminproduzierenden Gehirnzellen eine gestreckte, offene DNA-Struktur auf – was die Aktivierung stressreaktiver Gene erleichtert. Im Erwachsenenalter zeigten diese Mäuse dann reaktivere Dopaminneuronen und ein ängstlicheres Verhalten als Mäuse mit einem lebenslang normalen SETD7-Spiegel.

Umgekehrt blieb die Struktur der Nervenfasern geschlossen, wenn die Forschenden das SETD7-Enzym daran hinderten, nach frühkindlichem Stress zu viel H3K4me1 anzufügen. Dadurch wurden die Mäuse vor einer späteren Stressüberempfindlichkeit geschützt. Trotz Stresserfahrungen sowohl in der frühen Lebensphase als auch im Erwachsenenalter zeigten die Mäuse mit reduziertem SETD7-Spiegel ein ebenso hohes Sozial- und Erkundungsverhalten wie nicht gestresste Mäuse, und ihre Dopaminneuronen waren normal aktiv.

Physische Narbe

"Wir haben einen bisher unbekannten biologischen Prozess entdeckt, der frühe Kindheitserfahrungen mit einer langfristigen Anfälligkeit für psychische Erkrankungen verknüpft", berichtet Meaghan Creed, außerordentliche Professorin für Anästhesiologie an der WashU Medicine und Koautorin der Studie. "Wir konnten tatsächlich eine physische Narbe nachweisen, die durch Traumata in der frühen Kindheit in den Gehirnzellen zurückbleibt."

Das sei auch deshalb so wichtig, weil es derzeit keine Behandlungsmethoden für die Auswirkungen von frühkindlichem Stress auf das Gehirn gebe, ergänzt Peña: "Das liegt daran, dass wir bisher kein klares Bild davon hatten, welche molekularen Mechanismen wir angreifen sollten." Mit der aktuellen Studie deckt man einen klaren Mechanismus auf und trägt bei zur Erklärung, warum die Auswirkungen von Stress sowohl latent als auch weitreichend sind.

Peña betont: "Wenn wir Kinder in diesen sensiblen Entwicklungsphasen durch unterstützende Betreuung, Therapie oder soziale Ressourcen schützen können, wäre das möglicherweise ein Weg, das Epigenom zu schützen. Man könnte dann verhindern, dass sich die genetische Struktur dauerhaft verfestigt und dem sich entwickelnden Gehirn die Chance geben, natürliche Resilienz aufzubauen." (Pia Kruckenhauser, 10.8.2026)

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