Tierversuch: Antioxidantien stärken Gedächtnis im Mutterleib

Antioxidantien können der häufigen Sauerstoffunterversorgung im Mutterleib vorbeugen und so die Gehirnfunktionen später im Leben stärken. Das hat ein Tierversuch ergeben, den Wissenschaftler der Universität Cambridge Ende April veröffentlicht haben. Mangelnde Versorgung mit Sauerstoff ist ein häufiges Problem während der Schwangerschaft. Bei rund fünf Prozent aller schwangeren Frauen in Deutschland versorgt die Plazenta das ungeborene Baby nur mangelhaft.

Vitamin C beugt Sauerstoffmangel vor

Die neue Studie an Nagetieren hat zunächst einen direkten Zusammenhang zwischen niedrigem Sauerstoffgehalt in der Gebärmutter während der Schwangerschaft, der sogenannten fetalen Hypoxie, und einer beeinträchtigten Gedächtnisfunktion bei erwachsenen Nachkommen aufgedeckt.

Das Wissenschaftlerteam der Universität Cambridge fanden heraus, dass chronische fetale Hypoxie, eine häufige Komplikation in der Schwangerschaft, dazu führt, dass sich im Hippocampus weniger Blutgefäßen, Nervenzellen und Verbindungen zwischen Neuronen bilden. Antioxidantien, in dieser Studie hochdosiertes Vitamin C, schützte den wachsenden Fötus jedoch vor den schädlichen Auswirkungen von Sauerstoffmangel und damit vor späteren Problemen mit dem Gedächtnis.

Als „äußerst aufregend“ bezeichnete Forschungsleiter Dr. Dino Guissani vom Institut für Physiologie die Tatsache, dass diese einfache Behandlung die gesunde Entwicklung des Gehirns von ungeborenem Nachwuchs vermutlich auch bei Menschen gewährleisten kann. Er plädiert dafür, in der heutigen Medizin den Schwerpunkt auf die Prävention von gesundheitlichen Problemen zu verlagern: „Diese Studie zeigt, dass wir Präventivmedizin bereits vor der Geburt einsetzen können, um die Gesundheit des Gehirns langfristig zu schützen.“

Vitamin C sei zwar ein gut etabliertes Antioxidans. Die hohe Dosierung in der Studie könne beim Menschen jedoch nachteilige Nebenwirkungen verursachen. Deshalb müsse man alternative Antioxidantien identifizieren, die fetale Hypoxie ebenfalls behandeln könnten.

Nach Ansicht des Forscherteams bestimmt das Wechselspiel zwischen Genen und Lebensstil das Krankheitsrisiko bei Erwachsenen. Bei der Entwicklung von ungeborenen Babys beeinflusst demnach aber die Umgebung langfristig die Gesundheit.

Die Wissenschaftler bezeichnen diesen Prozess als Entwicklungsprogrammierung. Komplikationen während der Schwangerschaft können zu zahlreichen Gehirnproblemen führen. Neben Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) stellen Wissenschaftler heute auch einen Zusammenhang zwischen Alzheimer-Krankheit und in der Schwangerschaft auftretende Gehirnveränderungen her.

Zahlreiche präklinische Studien mit Tiermodellen und epidemiologische Studien am Menschen hätten in den vergangenen vier Jahrzehnten gezeigt, dass Mängel im Uterus das Risiko für gesundheitliche Schäden stark erhöhen können.

Chronische fetale Hypoxie – Sauerstoffmangel in der Gebärmutter – ist eine der häufigsten Komplikationen bei Schwangerschaften beim Menschen. Diese Komplikation wird meist bei routinemäßigen Ultraschalluntersuchungen erkannt. Eines der Symptome ist langsames Wachstum des Babys. Eine Reihe von Krankheiten kann zu mangelnder Versorgung mit Sauerstoff führen, unter anderem Präeklampsie, Infektionen der Plazenta, Schwangerschaftsdiabetes oder starkes Übergewicht.

Für ihre neue Studie untersuchten die Forscher trächtige Ratten und deren Nachwuchs. Die Umgebungsluft der Nagetiere hatte entweder einen normalen Sauerstoffgehalt von 21% oder einen niedrigen Sauerstoffgehalt von 13%. Die Hälfte der Ratten in jeder Gruppe erhielt während der Schwangerschaft das Antioxidans Vitamin C in ihrem Trinkwasser.

Nach der Geburt wurden die Baby-Ratten vier Monate lang aufgezogen, was dem frühen Erwachsenenalter beim Menschen entspricht. Mit verschiedenen Tests wurden Fortbewegung, Angst, räumliches Lernen und Gedächtnis bewertet.

Die Ergebnisse zeigten, dass unter Sauerstoffmangel gewachsene Ratten länger für die Lösung der Gedächtnisaufgabe brauchten. Außerdem konnten sie sich nicht gut erinnern. Erhielten ihre Mütter während mangelnder Sauerstoffzufuhr Vitamin C, ließen sich bei den Nachkommen keine Schäden feststellen.

Bei der Analyse des Gehirns der Nachkommen von Ratten stellten die Forscher fest, dass der Hippocampus, der für Gedächtnis zuständige Bereich im Gehirn, durch Sauerstoffmangel weniger entwickelt war.

Weitere Analysen zeigten dann, dass Sauerstoffmangel während der Schwangerschaft eine übermäßige Produktion von freien Radikalen in der Plazenta verursachte. „Oxidativer Stress war während der Schwangerschaft in der Plazenta erhöht, jedoch nicht im Gehirn des fetalen oder erwachsenen Nachwuchses“, stellten die Wissenschaftler fest.

In einer gesunden Schwangerschaft hält der Körper die Zahl von freien Radikalen durch antioxidative Enzyme in Schach. Freie Radikale in großen Mengen können diese natürlichen Abwehrkräfte jedoch überwältigen und durch oxidativen Stress die Plazenta schädigen. Dies reduziert die Durchblutung und Sauerstoffzufuhr zum sich entwickelnden Baby.

Die Behandlung mit Antioxidantien bei Müttern verringerte jedoch den oxidativen Stress der Plazenta auf ein normales Niveau und verhinderte die  nachteiligen Auswirkungen auf die Gehirnstruktur und -funktion bei erwachsenen Nachkommen.

Das Team stellte einschränkend fest, dass die in der berichteten Studie verwendete Vitamin C-Dosis viel höher sei als die Menge, die schwangeren Frauen zugemutet werden könnte. Die Ratten erhielten ungefähr 500 mg Vitamin C pro Kilogramm Körpergewicht täglich. Deshalb möchten die Forscher jetzt alternative Antioxidantien testen, unter anderem Melatonin.

Quelle:

Camm EJ, Cross CM, Kane AD, Tarry-Adkins JL, Ozanne SE, Giussani DA. Maternal antioxidant treatment protects adult offspring against memory loss and hippocampal atrophy in a rodent model of developmental hypoxia. FASEB J. 2021 May;35(5):e21477. doi: 10.1096/fj.202002557RR. PMID: 33891326. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33891326/)

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Kornelia ist ausgebildete Redakteurin, Buchautorin und freie Texterin. Ihre Erfahrung mit Ess-Störungen hat sie in drei Kochbüchern beschrieben, die alle den Gourmand World Cookbook Awards von Edouard Cointreau gewonnen haben. Ihr Buch Cooking for Happiness hat sogar den Titel ‘Best in the World’ in der Kategorie Innovativ erhalten. Neben Ernährung faszinieren sie vor allem Themen im Bereich Gesundheit. Ihr umfangreiches Wissen in diesen Gebieten stellt sie leicht verständlich dar. Besonders liegt ihr eine ganzheitliche Sicht der menschlichen Existenz im Allgemeinen und Körperfunktionen im Besonderen am Herzen.

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