Delen:
Vergelijkbaar met menselijke stress veroorzaakt ook depressie bij fruitvliegen
Het is al lang bekend dat mensen een verband hebben tussen psychische problemen en hoge niveaus van stress. De processen waardoor stressniveaus tot depressie en andere psychische stoornissen leiden, blijven echter grotendeels onduidelijk. Wetenschappers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) hebben nu onderzoek gedaan naar de effecten van stress op fruitvliegjes en vonden dat deze ook onder hoge stress onderdrukken in een depressieve toestand, die echter zowel door lithiummedicatie als door suiker kan worden verlicht.
Het onderzoeksteam rond de neurobioloog Prof. Dr. Roland Strauss kon op basis van de fruitvliegen (Drosophila melanogaster) laten zien dat ze degenereren tot een depressieve toestand, die wordt beheerst door serotonine en kan worden behandeld met lithiummedicatie, zei de JGU. Verrassend genoeg werd zelfs bij het voeren van suiker een verbetering aangetoond die vergelijkbaar was met de lithiumbehandeling van vliegen, rapporteren de wetenschappers. De resultaten van de huidige studie werden gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Communications".
Zelfs fruitvliegen vertonen tekenen van depressie onder stress. (Afbeelding: Rainer Fuhrmann / fotolia.com) Fruit vliegt onder onbeheersbare stress
Fruitvlieg wordt veel gebruikt als een modelorganisme voor medisch onderzoek, met name om genetische, ontwikkelings- en neurobiologische problemen te onderzoeken, verklaren de onderzoekers. Voor de huidige studie werden de fruitvliegen gedurende enkele dagen blootgesteld aan onbeheersbare stress veroorzaakt door herhaalde trillingen van 300 hertz. Tegelijkertijd observeerden de wetenschappers het gedrag van de dieren. Bijvoorbeeld, in de loop van drie stressdagen, "verminderde de bereidheid van dieren om een opening van een bepaalde breedte te overbruggen, voortdurend van 50 naar 30 procent", meldt de JGU..
Tekenen van depressie bij gestreste fruitvliegjes
Naast de afnemende klimproeven waren de gestreste vliegen ook minder gemotiveerd in hun loopactiviteit en het baltsgedrag dan de niet-gestresste controlegroep, leggen de onderzoekers uit. Het ontsnappingsgedrag werkte echter normaal, wat duidelijk maakte dat de vliegen fysiek niet beschadigd waren. Ariane-Saskia Ries, auteur van de studie, benadrukt dat fruitvliegen onder stress tekenen van depressie vertonen. Hier zijn alle "gedragingen die zelf gegenereerd zijn en die motivatie vereisen, dus niet zoals vluchtgedrag van buitenaf wordt gestimuleerd, enorm verminderd."
Antidepressiva en suiker verlichten de symptomen van fruitvliegen
"Net als bij mensen, is de depressieve staat van Drosophila geassocieerd met een serotonine-tekort en kan worden verholpen door antidepressiva," rapporteren de onderzoekers. Verrassend is echter ook dat de voeding van suiker is verbeterd en bijna net zo effectief is als de behandeling van vliegen met lithium. Met regelmatige toediening van suiker na stressaanvallen kan zelfs een preventief effect worden vastgesteld.
Lithiummedicatie met betrouwbaar effect
Lithium wordt al meer dan 50 jaar met succes gebruikt tegen bipolaire stoornissen en depressie. De toediening van lithiumchloride bij depressieve of manisch-depressieve patiënten kan de symptomen vaak met succes verlichten, maar de exacte werkingswijze blijft tot vandaag onbekend, volgens de JGU. De fruitvliegen vertoonden verlichting van de depressieve toestand na drie dagen stress toen 50 duizendsten lithiumchloride werden toegediend en de vliegen ontwikkelden ook manisch klimgedrag, rapporteren de onderzoekers. Reeds het geschenk van slechts 5 duizendste mol was voldoende om de gestreste vliegen te ontlasten en de normale klimmotivatie te herstellen.
Serotoninesysteem met beslissende invloed
"De neurotransmitter serotonine speelt een belangrijke rol in de transmissie van signalen in de hersenen en dus in het motivatiesysteem", verklaren de wetenschappers. Van serotonine-deficiëntie wordt gedacht dat het de oorzaak is van depressie bij zoogdieren. In de fruitvliegen leidde het voeden met de serotonine-voorloper L-5-hydroxytryptofaan tot herstel van de depressieve toestand, wat opnieuw een verband suggereert met de neurotransmitter. Bij toeval ontdekten de wetenschappers in dit experiment ook dat een vijf procent suikeroplossing hetzelfde effect heeft, omdat ze het L-5-hydroxytryptofaan eerst hadden gemarkeerd met suikerachtige, blauwe voedselkleuring. Met regelmatige toediening van suiker na stressaanvallen kon zelfs een preventief effect worden bereikt, rapporteren de onderzoekers.
Verschillende impact in verschillende hersengebieden
De serotonine-deficiëntie werd alleen gevonden in de depressieve toestanden in een bepaald gebied van de hersenen van fruitvliegen - in de alfa-kwabben van het lichaam van de paddestoel, volgens de JGU. Het lichaam van de paddestoel is het belangrijkste leerstation van de hersenen en vergelijkbaar met de hippocampus van een gewervelde. Activering van alfa-kwabjes, bijvoorbeeld door suiker, bevorderde het klimgedrag van Drosophila, terwijl activatie van gamma-lobus het klimmen remde. Bij een volledige vernietiging van de gamma-kwab kon geen depressie meer teweeg worden gebracht, rapporteren de neurobiologen van Mainz.
Nieuwe strategieën tegen stress en depressieve ziekten
"We kunnen specifiek zowel manisch gedrag als normale ontspanning van depressieve toestanden teweegbrengen", wat suggereert dat "biochemische signaalroutes die vanuit een evolutionair perspectief zijn bewaard een rol hebben gespeeld in zowel menselijke als gestreste vliegen," merkt Professor Strauss de resultaten samen. Het serotoninesysteem houdt de dieren in balans. "Een beetje stress is gezond en bevordert activiteit, te veel stress veroorzaakt depressie en lusteloosheid", zegt Strauss. Wetenschappers hopen dat, op basis van de nieuwe bevindingen, in de toekomst strategieën kunnen worden ontwikkeld om de veerkracht tegen stress en depressieve stoornissen te versterken. (Fp)