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Infektionen bei Neugeborenen mit späteren Verhaltensproblemen verbunden
Forscher, die den Zusammenhang zwischen Neugeboreneninfektionen und späteren Verhaltens- und Bewegungsproblemen untersuchen, haben herausgefunden, dass eine Entzündung im Gehirn die Zellen daran hindert, zu einem kritischen Zeitpunkt in der Gehirnentwicklung auf Eisen zuzugreifen.
Bestimmte Zellen im Gehirn benötigen Eisen, um die weiße Substanz zu produzieren, die eine effiziente Kommunikation zwischen den Zellen des zentralen Nervensystems gewährleistet. Weiße Substanz bezieht sich auf weiß gefärbte Myelinbündel, eine schützende Schicht auf den Axonen, die aus dem Hauptkörper einer Gehirnzelle herausragen.
Wissenschaftler der Ohio State University induzierten eine milde E. coli-Infektion in 3 Tage alten Mäusen. Dies führte zu einer vorübergehenden Entzündungsreaktion in ihren Gehirnen, die innerhalb von 72 Stunden behoben wurde.
Diese Gehirnentzündung, obwohl flüchtig, störte die Speicherung und Freisetzung von Eisen. Dies führte dazu, dass die Eisenverfügbarkeit im Gehirn vorübergehend reduziert wurde.
Als das Eisen am meisten benötigt wurde, war es nicht verfügbar, sagen Forscher.
Jonathan Godbout, außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften an der Universität und leitender Autor der Studie, erklärt:
"Wichtig ist, dass das Timing der Entzündung während der Entwicklung des Gehirns die Entwicklung des Gehirns von der Entwicklung auf den Entzündungsversuch umstellt. Die Folge davon ist diese abnorme Eisenspeicherung durch Neuronen, die den Zugang des Eisens zum Rest des Gehirns einschränkt."
Die Zellen, die während dieser kritischen Entwicklungsperiode Eisen benötigen, werden Oligodendrozyten genannt, die Myelin produzieren und es um Axone wickeln. In der aktuellen Studie führte eine neonatale Infektion dazu, dass Neuronen ihre Eisenspeicherung erhöhen, was Eisen von Oligodendrozyten befreite.
Schlechte Koordination und Hyperaktivität
Bei anderen Mäusen bestätigten die Wissenschaftler, dass neonatale E. coli-Infektionen zwei Monate später mit motorischen Koordinationsproblemen und Hyperaktivität in Verbindung gebracht wurden - das Äquivalent zum jungen Erwachsenenalter beim Menschen.
Säuglinge, die Infektionen ausgesetzt sind, die in einem sehr frühen Alter zu Gehirnentzündungen führen, zeigen oft Verhaltensprobleme, wenn sie erwachsen werden.
Die Gehirne dieser Mäuse enthielten niedrigere Myelinspiegel und weniger Oligodendrozyten, was darauf hindeutet, dass eine kurzzeitige Verringerung der Verfügbarkeit von Eisen im Gehirn während der frühen Entwicklung langfristige Auswirkungen auf die Myelinisierung im Gehirn hat.
Der Zeitpunkt der Infektion bei neugeborenen Mäusen fällt im Allgemeinen mit den späten Stadien des dritten Schwangerschaftstrimesters bei Menschen zusammen. Der Myelinisierungsprozess beginnt während der fetalen Entwicklung und setzt sich nach der Geburt fort.
Jonathan Godbout erzählt Medizinische Nachrichten heute:
"Etwa 90% der früh einsetzenden Infektionen treten innerhalb von 24 Stunden nach der Geburt auf. Die Mehrzahl der früh einsetzenden Infektionen stammt aus mütterlichen Quellen während des Geburtsvorgangs. Die Häufigkeit der Infektion nimmt nach den ersten 24 Stunden dramatisch ab, aber spät auftretende Infektionen treten zwischen 4 auf -90 Tage sind noch relativ häufig und stammen aus der Pflegeumgebung. "
Er fuhr fort zu sagen:
"In unserer Studie war der Stamm von E.coli innerhalb von 72 Stunden" schwach "und klärte sich. Dennoch waren die Auswirkungen dieser vorübergehenden Entzündungsreaktion auf Myelinisierung, Eisenhomöostase im Gehirn und Verhalten tiefgreifend."
Obwohl andere Forscher Verbindungen zwischen Neugeborenen Infektionen und Auswirkungen auf Myelin und Verhalten beobachtet haben, Wissenschaftler hatten nicht herausgefunden warum. Godbouts Studie konzentriert sich auf das Verständnis, wie die Aktivierung des Immunsystems unerwartete Wechselwirkungen zwischen dem zentralen Nervensystem und anderen Körperteilen auslösen kann.
"Wir sind nicht die ersten, die zeigen, dass frühe entzündliche Ereignisse das Gehirn und das Verhalten verändern können, aber wir sind die ersten, die einen detaillierten Mechanismus vorschlagen, der neonatale Entzündungen mit physiologischen Veränderungen im zentralen Nervensystem verbindet", sagt Daniel McKim, ein Hauptautor auf dem Papier und ein Student in Ohio State Neurowissenschaften Graduate Studies Program.
Veränderungen der Gehirnphysiologie
Die neonatale Infektion verursachte mehrere Veränderungen in der Gehirnphysiologie. Zum Beispiel hatten infizierte Mäuse erhöhte Entzündungsmarker, veränderte neuronale Eisenspeicherung und verringerte Oligodendrozyten und Myelin in ihren Gehirnen.
Wichtig ist, dass die Beeinträchtigungen der Hirnmyelinisierung 2 Monate nach der Infektion mit Verhaltens- und motorischen Beeinträchtigungen korrespondierten.
Obwohl es nicht bekannt ist, ob diese Bewegungsprobleme ein Leben lang anhalten würden, bemerkte McKim, dass "da diese Beeinträchtigungen bis in das junge Erwachsenenalter beim Menschen hineinreichten, es wahrscheinlich relativ dauerhaft ist."
Die reduzierte Myelinisierung, die mit Bewegungs- und Verhaltensproblemen in dieser Studie verbunden ist, wurde in früheren Arbeiten anderer Wissenschaftler auch mit Schizophrenie und Störungen des Autismus-Spektrums in Verbindung gebracht, sagte Godbout, der ebenfalls am Ohio State Institute for Behavioral Medicine Research (IBMR) forscht.
Er addiert:
"Mehr Forschung auf diesem Gebiet könnte bestätigen, dass menschliche Verhaltenskomplikationen durch Entzündung entstehen können, die das Myelinmuster verändert. Schizophrenie und Autismus-Störungen sind ein Teil davon."
Diese aktuelle Studie identifizierte keine möglichen Interventionen, um diese Auswirkungen von Infektionen im Frühstadium zu verhindern. Godbout und Kollegen vertreten die These, dass die Ernährung der Mutter - beispielsweise eine Ernährung mit vielen Antioxidantien - dazu beitragen könnte, die Entzündung im Gehirn nach einer neonatalen Infektion zu verringern.
"Die pränatale und neonatale Phase ist eine so aktive Zeit der Entwicklung", sagte Godbout. "Das ist wirklich der Schlüssel - diese Entzündungsherausforderungen während kritischer Entwicklungspunkte scheinen tiefgreifende Auswirkungen zu haben. Wir möchten vielleicht nur klinisch darüber nachdenken."
Im Gespräch mit Medizinische Nachrichten heute, Godbout hat hinzugefügt:"E.coli ist eine Hauptursache für neonatale Infektionen. Schätzungen der neonatalen Infektion variieren von 1-8 / 1000 Geburten. Neonatale Infektion ist besonders häufig bei Kindern mit niedrigem Geburtsgewicht und ist so hoch wie 160-300 / 1000 Geburten in dieser Bevölkerung.Die Rate der Neugeboreneninfektionen verbessert sich ständig, da die Vorsorgeuntersuchungen bei Müttern und Säuglingen und die effektive Antibiotikaprophylaxe verbessert werden. "
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