Forschungsergebnisse, die im Journal of Neuroscience veröffentlicht wurden, zeigen, dass selbst eine kurze 30-minütige Hypoxie ausreicht, um die Struktur und Funktion der als Hippocampus bekannten Gehirnregion, die für das Lernen und das Gedächtnis von entscheidender Bedeutung ist, nachhaltig zu stören.
„Unsere Ergebnisse geben Anlass zu neuer Besorgnis über die Anfälligkeit des Frühgeborenengehirns für Hypoxie. Sie sind besorgniserregend im Hinblick auf die langfristigen Auswirkungen, die Sauerstoffmangel auf die Lernfähigkeit dieser Frühgeborenen im Schulalter und im Erwachsenenalter haben kann“, sagte der Leiter der Studie, Stephen Back, M.D., Ph.D, Clyde und Elda Munson Professor für pädiatrische Forschung und Pädiatrie, OHSU School of Medicine, OHSU Doernbecher Children’s Hospital.
Auf der neonatologischen Intensivstation können Frühgeborene bis zu 600 kurze, aber einschneidende Perioden von Hypoxie pro Woche erleben. Infolgedessen hat mehr als ein Drittel der Babys, die eine Frühgeburt überleben, wahrscheinlich ein kleineres Gehirn, vermutlich aufgrund des Verlusts von Gehirnzellen, als die Gehirne von Kindern, die eine volle Lebenszeit haben. Dies kann das Risiko lebenslanger neurologischer Entwicklungsprobleme erhöhen, die sich auf Lernen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Verhalten auswirken.
Anhand eines Zwillingsmodells mit Frühgeborenen untersuchten Back und Kollegen die Auswirkungen von Hypoxie allein sowie in Kombination mit Ischämie – oder unzureichendem Blutfluss – auf den sich entwickelnden Hippocampus. Die Ergebnisse bestätigen, dass das Wachstum des Hippocampus, ähnlich wie bei menschlichen Frühgeborenen, beeinträchtigt ist. Allerdings sterben die Gehirnzellen nicht ab, wie bisher angenommen. Vielmehr reifen die Zellen des Hippocampus nicht normal aus, was zu einer Verringerung der Langzeitpotenzierung führt, also der zellulären Grundlage dafür, wie das Gehirn lernt.
Besonders bemerkenswert ist, dass die Schwere der Hypoxie das Ausmaß vorhersagte, in dem die Zellen im Hippocampus nicht normal ausreifen konnten, erklärt Back. Diese Ergebnisse sind umso unerwarteter, als man nicht wusste, dass der Hippocampus von Frühgeborenen bereits zu diesen Lernprozessen fähig ist.