Nieuwe hersencellen verminderen stress

Als je geboren wordt, dan zijn eigenlijk al je hersencellen al gevormd. Als je ouder wordt, dan komen erg nauwelijks nog hersencellen bij. Een groot aantal verandert nog wel hun activiteit, bijvoorbeeld als gevolg van leren. Maar over het algemeen geldt, dat de hersenen vanaf de geboorte niet meer veranderen waar het het aantal hersencellen betreft.

Zoals zo vaak in de biologie is er een uitzondering op de regel. In de hippocampus, een hersengebied waar het geheugen zetelt en ook belangrijk is voor angst en stress, worden gedurende je hele leven nieuwe hersencellen geboren. En laten deze cellen nou net belangrijk zijn om je stress te verminderen! Dit is gebleken uit een aantal wetenschappelijke studies aan muizen in het laboratorium.


Nieuwe hersencellen worden gemaakt in de hippocampus en beschermen tegen stress

Microscopische foto van nieuwe hersencellen (zwart) in de hippocampus van een rat.
Prof. D.A. Slattery and Dr. K. Hillerer, Universiteit van Regensburg, Duitsland.


Wat heeft de hippocampus met stress te maken?

De hippocampus zit vol met receptoren voor cortisol. Hersencellen van de hippocampus kunnen daardoor detecteren hoeveel cortisol er in het bloed zit. Cortisol is het eindpunt van de hypothalamus-hypofyse-bijnier as. Deze as verzorgt de langzame stressreactie. Cortisol zorgt ervoor, dat de organen en cellen die energie nodig hebben om de stressor te bestrijden deze energie ook krijgen. Daarnaast is cortisol belangrijk om de stressreacties weer uit te zetten. Daardoor gaat de cortisolconcentratie in het bloed weer naar beneden als de stress voorbij is. Dit wordt negatieve terugkoppeling genoemd.

Het blijkt nu, dat de cortisolconcentratie na stress langzamer weer naar beneden gaat als de muizen geen nieuwe hersencellen in de hippocampus kunnen maken. De nieuwe hersencellen spelen dus een rol bij het uitzetten van de stressreacties. Zij hebben cortisolreceptoren, en kunnen daardoor een seintje geven aan de hypothalamus om de cortisolproductie terug te schroeven. Als er geen nieuwe hersencellen gemaakt worden in de hippocampus, dan kan de hippocampus dit seintje niet zo gemakkelijk meer geven. Daardoor blijft de cortisolconcentratie in het bloed te lang te hoog.

Wat voor gevolgen heeft dit voor stress en angst in de muizen? Een van de opvallendste gevolgen is, dat muizen die geen nieuwe hersencellen kunnen maken, niet willen eten vlak na de stress, zeker niet als ze in een nieuwe omgeving worden gebracht. Bovendien zwemmen ze veel korter in een zwembad, en laten ze zich veel sneller drijven. Ze gedragen zich alsof ze hulpeloos zijn, alsof er niets aan gedaan kan worden dat ze in het zwembad zijn. Muizen houden niet van zwemmen, en normaal blijven ze heel lang spartelen om het zwembad uit te komen. Tenslotte verliezen ze hun belangstelling voor suikerwater; iets waar ze normaal heel gulzig van drinken. Het hulpeloze gedrag en de verminderde belangstelling van dingen waar de muizen normaal van genieten zijn signalen van depressie. De geboorte van nieuwe cellen in de hippocampus is bij muizen blijkbaar belangrijk om de stressreacties te controleren en om depressie te voorkomen. Bij mensen gaan langdurige stress en depressie vaak samen. Het is dus waarschijnlijk, dat de geboorte van nieuwe cellen in de hippocampus tijdens je leven voor stress en depressie een belangrijke rol spelen, net als bij muizen.

Er is echter een addertje onder het gras. Een studie dat gepubliceerd is in het gezaghebbende blad Nature meldt, dat in mensen de mogelijkheid om nieuwe hippocampus cellen te maken snel verdwijnt. Zo snel, dat zelfs lagere school kinderen al geen nieuwe hersencellen meer maken. Het probleem bij deze studie is echter, dat het onderzoek gebaseerd is op hersenen van al overleden personen en stukjes hersenen van epileptische patiënten. Het zou kunnen, dat dit hersenmateriaal geen goed beeld geeft van wat er bij gezonde, levende personen gebeurt. Maar eerlijk is eerlijk, we kunnen op dit moment niet helemaal zeker zijn van hoeveelheid cellen die nieuw gemaakt worden in de hippocampus van mensen.


Nieuwe hersencellen remmen stress, angst en depressie

Het verband tussen de geboorte van nieuwe hersencellen in de hippocampus enerzijds, en angst en depressie anderzijds, is verder onderzocht in muizen die genetisch aangepast waren om meer nieuwe hersencellen te maken. De muizen kregen extra cortisol toegediend om verhoogde activiteit van de hypothalamus-hypofyse-bijnier as na te bootsen. Het bleek, dat hoe meer hersencellen gevormd worden, hoe minder angstig en depressief de muizen zijn. Er is dus een direct verband tussen de hoeveelheid nieuwe cellen die tijdens het volwassen leven aangemaakt worden, en angst en depressie. Dezelfde resultaten werden gevonden als de muizen bloot werden gesteld aan chronische stress: versterkte aanmaak van nieuwe hersencellen in de hippocampus is voldoende om angst en depressief gedrag te verminderen, zelfs als de chronische stress al in volle gang is.

Behalve dat geboorte van nieuwe cellen belangrijk is om stress binnen de perken te houden, is er ook een duidelijk verband tussen de geboorte van nieuwe hersencellen in de hippocampus en depressie. Hoe meer nieuwe cellen, hoe minder of lichter een depressie is. Op dit principe berust een deel van de werking van antidepressiva. Zij stimuleren namelijk de geboorte van nieuwe hersencellen in de hippocampus.

Hoe zorgen de nieuw geboren hersencellen in de hippocampus ervoor, dat de activiteit van de hypothalamus omlaag gaat en de cortisolproductie wordt teruggebracht? Deze vraag kon pas heel recentelijk beantwoord worden, dankzij de ontwikkeling van nieuwe microscopische technieken en de mogelijkheid om muizen genetisch te veranderen. De hersencellen van de gemanipuleerde muizen geven licht als ze actief worden, en dat kan worden waargenomen met een piepkleine camera die in de hersenen geïmplanteerd kan worden. De camera stuurt het beeld van de hersenactiviteit naar een microscoop, zodat precies kan worden vastgesteld hoeveel hersencellen in de hippocampus actief zijn. De muizen hebben geen last van het extra gen in hun cellen en ook niet van het kleine cameraatje.

Studies aan deze muizen lieten zien, dat de nieuwe hersencellen ervoor zorgen, dat de hippocampus inactief wordt tijdens chronische stress. Er zijn dan nog maar heel weinig cellen die licht geven. De muizen kunnen beter met de stress omgaan en zijn minder angstig. Dus, als de hippocampus minder actief is, wordt de stressreactie via cortisol geremd en gaat ook de angst naar beneden.


Stimuleren van de geboorte van nieuwe hersencellen in de hippocampus

De vraag is nu natuurlijk: hoe kun je het aantal nieuwe hersencellen in de hippocampus verhogen? Genetische veranderingen kunnen we immers bij mensen niet aanbrengen, zoals wetenschappers dat wel kunnen bij muizen.

Als gezegd, antidepressiva kunnen de geboorte van nieuwe hippocampus cellen opkrikken. Maar dit is niet het enige effect dat antidepressiva kunnen hebben, en niet iedereen die gestrest is, is depressief. Wetenschappers zijn bezig om medicijnen te ontwikkelen die de activiteit van de hippocampus tijdens stress verminderen, maar voordat deze op de markt komen zijn we jaren verder.

Wat wel duidelijk uit studies met muizen gebleken is, dat voldoende lichaamsbeweging helpt om het aantal nieuwe hersencellen in de hippocampus te verhogen. Ook leren heeft een positief effect. Daarnaast worden positieve effecten toegeschreven aan een aantal voedingsmiddelen:

  • Cucurmine. Een geel plantaardig product dat veel in gember zit. Het wordt ook los verkocht als kruidensupplement.
  • Resveratrol. Een stof dat door een aantal planten wordt gemaakt als reactie op een bacterie- of schimmelinfectie. Het komt van nature voor in de huid van druiven, bosbessen, frambozen en moerbeien.
  • Polyphenolen uit bosbessen.
  • Sulforafaan. Een antioxidant dat veel voorkomt in broccoli.
  • Meervoudig onverzadigde vetzuren. Komen veel voor in plantaardige oliën.

Factoren die de aanmaak van nieuwe hippocampus cellen juist remmen zijn alcohol- en opioïdeverslaving, en het eten van vet- of suikerrijk voedsel.

De conclusie is dan ook, dat voldoende bewegen, blijven leren en gezond eten helpen om stress te verminderen, en dat dit deels komt door de verhoogde aanmaak van nieuwe hersencellen in de hippocampus.

Referenties:

  • Anacker et al. (2018). Hippocampal neurogenesis confers stress resilience by inhibiting the ventral dentate gyrus. Nature 559, 98-102.
  • Baptista en Andrade (2018). Adult hippocampal neurogenesis: regulation and possible functional and clinical correlates. Front. Neuroanat.
  • Culig et al. (2017). Increasing adult hippocampal neurogenesis in mice after exposure to unpredictable chronic mild stress may counteract some of the effects of stress. Neuropharmacology 126, 179-189.
  • Hill et al. (2015). Increasing adult hippocampal neurogenesis is sufficient to reduce anxiety and depression-like behaviors. Neuropsychopharmacology 40, 2368-2378.
  • Poulose et al. (2017). Nutritional factors affecting adult neurogenesis and cognitive function. Advances in Nutrition 8, 804-811.
  • Snyder et al. (2011). Adult hippocampal neurogenesis buffers stress responses and depressive behaviour. Nature 476, 458-461.
  • Sorrells et al. (2018). Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature 555, 377-381.