Adolescente hersenen op alcohol Veranderingen duren tot in de volwassenheid
27 april 2015
Herhaalde alcoholblootstelling tijdens de adolescentie resulteert in langdurige veranderingen in de regio van de hersenen die het leren en het geheugen beheersen, volgens een onderzoeksteam van Duke Medicine dat een knaagdiermodel als een surrogaat voor mensen gebruikte.
De studie, publiceerde April 27 in het tijdschrift Alcoholisme: klinisch en experimenteel onderzoek, biedt nieuwe inzichten op cellulair niveau voor hoe alcoholblootstelling tijdens de adolescentie, vóór de hersenen is volledig ontwikkeld, kan resulteren in cellulaire en synaptische afwijkingen die blijvende, nadelige effecten op het gedrag hebben.
"In de ogen van de wet, zodra mensen de leeftijd van 18 bereiken, worden ze als volwassen beschouwd, maar de hersenen blijven volwassen worden en verfijnen tot halverwege de jaren twintig", zei hoofdauteur Mary-Louise Risher, Ph.D. ., een postdoctoraal onderzoeker bij de Duke Department of Psychiatry and Behavioral Sciences. "Het is belangrijk voor jonge mensen om te weten dat wanneer ze zwaar drinken tijdens deze ontwikkelingsperiode, er veranderingen kunnen optreden die een blijvende invloed hebben op het geheugen en andere cognitieve functies."
Risher en collega's, waaronder senior auteur Scott Swartzwelder, Ph. D., hoogleraar Psychiatrie en Gedragswetenschappen bij Duke en Senior Research Career Scientist bij het Durham VA Medical Center, brachten jonge knaagdieren periodiek op een niveau van alcohol tijdens de adolescentie dat bij mensen zou leiden tot stoornissen, maar niet tot sedatie. Daarna kregen deze dieren geen blootstelling meer aan alcohol en groeiden ze uit tot volwassenheid - wat bij ratten binnen 24 tot 29 dagen gebeurde.
Eerdere onderzoeken door het Duke-team en anderen hebben aangetoond dat adolescente dieren die aan alcohol worden blootgesteld, uitgroeien tot volwassenen die veel minder bedreven zijn in geheugentaken dan normale dieren - zelfs zonder verdere blootstelling aan alcohol.
Wat niet bekend is, is hoe deze stoornissen zich manifesteren op cellulair niveau in het gebied van de hersenen dat bekend staat als de hippocampus, waar geheugen en leren worden gecontroleerd.
Met behulp van kleine elektrische stimuli toegepast op de hippocampus, heeft het Duke-team een cellulair mechanisme gemeten dat langetermijnpotentiatie wordt genoemd, of LTP, wat de versterking van hersensynapsen is, omdat ze worden gebruikt om nieuwe taken te leren of herinneringen op te roepen.
Leren treedt het beste op wanneer deze synaptische activiteit krachtig genoeg is om sterke signaaltransmissies tussen neuronen te bouwen. LTP is het hoogst bij jongeren en effectief leren is cruciaal voor adolescenten om grote hoeveelheden nieuw geheugen te verwerven tijdens de overgang naar volwassenheid.
De onderzoekers verwachtten dat ze abnormaal verminderde LTP zouden vinden in de volwassen ratten die tijdens hun adolescentie aan alcohol waren blootgesteld. Verrassend genoeg was LTP echter hyperactief bij deze dieren in vergelijking met de niet-blootgestelde knaagdieren.
"Op het eerste gezicht zou je denken dat de dieren slimmer zouden zijn", zei Swartzwelder. 'Maar dat is het tegenovergestelde van wat we hebben gevonden. En het is eigenlijk logisch, want als je te veel LTP produceert in een van deze circuits, is er een periode waarin je niet meer kunt produceren. Het circuit is verzadigd en het dier stopt met leren. Om te leren efficiënt te zijn, hebben je hersenen een delicaat evenwicht tussen opwinding en remming nodig - te veel in beide richtingen en de circuits werken niet optimaal. "
Belangrijk is dat de LTP-afwijking gepaard ging met een structurele verandering in individuele zenuwcellen die Swartzwelder, Risher en collega's identificeerden. De kleine uitsteeksels van de takken van de cellen, dendritische stekels genoemd, waren slungelachtig en spichtig gebleken, wat duidt op onvolgroeidheid. Volwassen stekels zijn korter en lijken een beetje op paddenstoelen, waardoor de cel-celcommunicatie wordt verfijnd.
"Er gebeurt iets tijdens blootstelling aan alcohol bij adolescenten dat de manier verandert waarop de hippocampus en andere hersengebieden functioneren en hoe de cellen er werkelijk uitzien - zowel de LTP als de dendritische stekels zien er onvolwassen uit op volwassen leeftijd", zei Swartzwelder.
Risher zei dat deze onrijpe kwaliteit van de hersencellen kan worden geassocieerd met onvolwassen gedrag. Naast wijzigingen in de wervelkolom in de hippocampus, die van invloed zijn op het leren, hebben collega's van de hertog-groep structurele veranderingen in andere hersenregio's laten zien die de impulsiviteit en emotionaliteit beheersen.
"Het is heel goed mogelijk dat alcohol het rijpingsproces verstoort, wat later deze cognitieve functie kan beïnvloeden", zei ze. "Dat is iets dat we graag willen onderzoeken in lopende onderzoeken."
De onderzoekers zeiden dat aanvullende studies zich zouden richten op de cognitieve effecten van alcohol op de hersenen op langere termijn, samen met bijkomende cellulaire veranderingen.
Verken verder: Adolescent drinken beïnvloedt het gedrag van volwassenen door langdurige veranderingen in genen
Referentie van het tijdschrift: Alcoholisme: klinisch en experimenteel onderzoek
Geleverd door Duke University Medical Center
;
