Striatal tissue iron in depressed and healthy individuals and the effect of buproprion

Depressie wordt vaak beschreven als een zware mist die de wereld dof maakt en mensen het vermogen ontneemt om plezier of motivatie te voelen. Decennialang hebben wetenschappers vermoed dat dit verlies van gevoel, bekend als anhedonie, geworteld is in een specifiek chemisch systeem in de hersenen. Dit systeem vertrouwt op dopamine, een boodschapper die de hersenen helpt te leren wat belonend is en wat de moeite waard is om na te streven. Het deel van de hersenen dat als de centrale hub voor dit systeem fungeert, wordt het striatum genoemd, een diepe structuur die oplicht wanneer we een beloning verwachten. Het meten van dopamine direct in een levende menselijke hersenpan is echter moeilijk. Het vereist meestal dure, invasieve scans die radioactieve tracers gebruiken, waardoor het lastig is om grote groepen mensen te bestuderen of veranderingen in de loop van de tijd te volgen. Vanwege deze hindernissen hebben onderzoekers gezocht naar een eenvoudigere, veiligere manier om in te kijken hoe dit beloningssysteem werkt, in de hoop een biologische aanwijzing te vinden die kan helpen bij het diagnosticeren van depressie of het testen van nieuwe behandelingen.

Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Oxford en de Universziiteit van Pittsburgh heeft onlangs een frisse blik op dit probleem geworpen door iets verrassend eenvoudigs te onderzoeken: ijzer. Hoewel ijzer vaak geassocieerd wordt met bloed, is het ook een vitale component van hersenweefsel, met name in het striatum, waar het de hersenen helft bij het produceren en gebruiken van dopamine. De onderzoekers gebruikten een standaard type hersenscan, dat al gebruikelijk is in ziekenhuizen, om een signaal te meten dat verandert afhankelijk van hoeveel ijzer er in het weefsel aanwezig is. Ze noemden dit signaal nT2*w. Denk aan dit signaal als een schaduw die door het ijzer wordt geworpen; een donkere schaduw betekent meer ijzer, terwijl een lichtere schaduw minder betekent. Door deze schaduw te meten, konden de onderzoekers de hoeveelheid ijzer in de beloningscentra van de hersenen inschatten zonder dat daar speciale apparatuur of injecties voor nodig waren.

De studie richtte zich op twee groepen mensen: veertig individuen bij wie een majeure depressieve stoornis was vastgesteld en veertien gezonde vrijwilligers die geen voorgeschiedenis van psychische aandoeningen hadden. Iedereen onderging een reeks tests, waaronder het invullen van vragenlijsten over hun stemming en het uitvoeren van een computergame die ontworpen is om te meten hoe goed zij leren van beloningen en straffen. De depressieve deelnemers werden vervolgens zes weken lang behandeld met bupropion, een medicijn dat bekend staat om het stimuleren van dopaminegehalten. De onderzoekers controleerden de hersenen en symptomen opnieuw na twee weken en opnieuw na zes weken om te zien of de behandeling de ijzergehaltes in de hersenen veranderde of of die gehaltes voorspelden hoe goed de patiënten op de medicatie zouden reageren.

De resultaten toonden vanaf het begin een duidelijk verschil tussen de twee groepen. De mensen met depressie vertoonden een lichter signaal in hun striatum vergeleken met de gezonde vrijwilligers, wat erop wijst dat zij minder ijzer hadden in dit cruciale hersengebied. Dit verschil was het meest uitgesproken in een specifiek gebied genaamd het caudate. Deze bevinding suggereert dat het beloningssysteem bij depressieve individuen mogelijk op een andere brandstofvoorziening draait dan bij gezonde mensen, wat potentieel verklaart waarom het systeem moeite heeft om gevoelens van plezier te genereren. Maar het verhaal eindigde daar niet. De onderzoekers keken ook of de hoeveelheid ijzer correleerde met de ernst van de depressie van een persoon of hoe goed zij presteerden op de beloningsgame. Verrassend genoeg was dat niet het geval. De ijzergehaltes voorspelden niet wie er droeviger was, wie minder plezier voelde, of wie beter was in het leren van de game. De marker was goed in het onderscheiden van een depressief persoon van een gezond persoon, maar het kon de onderzoekers niet vertellen hoe diep die depressie ging of hoe het individu zou gedragen.

Toen de depressieve deelnemers met bupropion begonnen, verbeterden hun symptomen, zoals verwacht. Toch bleven de ijzergehaltes in hun hersenen onveranderd na twee weken behandeling. Het signaal verschoof niet, zelfs niet toen de patiënten zich beter voelden. Dit suggereert dat het ijzergehalte in het striatum een stabiele eigenschap is, misschien een langdurig kenmerk van de biologie van de hersenen bij depressie, in plaats van een snel veranderende chemische stof die fluctueert met de dagelijkse stemming of directe effecten van medicatie. Het is mogelijk dat de medicatie via andere paden werkte, zoals het beïnvloeden van een andere chemische boodschapper genaamd noradrenaline, die helpt bij energie en alertheid, zonder het ijzergehalte onmiddellijk te veranderen. De studie vond ook een consistent verschil tussen mannen en vrouwen: mannen hadden meer ijzer in hun striatum dan vrouwen, ongeacht of ze depressief waren of gezond. Dit sluit aan bij wat bekend is over de manier waarop ijzer in het lichaam wordt opgeslagen, waarbij vrouwen vaak lagere voorraden hebben door maandelijkse bloedverlies.

De onderzoekers concludeerden dat dit ijzergebaseerde signaal een betrouwbare en robuuste manier is om de biologische handtekening van depressie op te sporen, waarbij een uitstekende consistentie werd getoond bij twee metingen over een periode van twee weken. Het is een veelbelovend instrument omdat het kan worden geëxtraheerd uit standaard hersenscans die al breed beschikbaar zijn, wat het een praktische optie maakt voor toekomstig onderzoek. Echter, de studie sloot ook de mogelijkheid uit dat deze marker gebruikt kon worden om precies te voorspellen hoe een specifiek persoon op een behandeling zou reageren of om de ernst van hun symptomen in realtime te meten. Het ijzergehalte lijkt een stabiel decor te zijn waarbinnen het drama van depressie zich afspeelt, in plaats van een dynamische speler die verandert bij elke verschuiving in stemming. Hoewel de bevindingen geen onmiddellijk geneesmiddel of een perfecte diagnostische test bieden, geven ze een duidelijker beeld van het landschap van de hersenen bij depressie, waarbij ze wijzen op een fundamenteel verschil in hoe het beloningssysteem is opgebouwd bij degenen die aan de ziekte lijden.