Fortschr Neurol Psychiatr 2008; 76: S63-S67
DOI: 10.1055/s-2008-1038142
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Die „Hirnstörung” Schizophrenie und ihre Entwicklung[1]

Schizophrenia as a Brain Disorder and its DevelopmentP.  Falkai1 , T.  Wobrock1 , T.  Schneider-Axmann1 , O.  Gruber1
  • 1Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie, Georg-August-Universität Göttingen (Direktor: Prof. Dr. P. Falkai)
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Publication Date:
07 May 2008 (online)

Zusammenfassung

Die Schizophrenie ist eine psychische Erkrankung, die mit funktionellen und strukturellen Abweichungen des Gehirns verbunden ist. Neben globalen Defiziten, wie einer Reduktion des Gesamthirnvolumens und einer Erweiterung des Ventrikelsystems, finden sich umschriebene Veränderungen insbesondere im Bereich der grauen Substanz des Frontallappens. Betrachtet man mögliche Zuflüsse zu diesen Veränderungen, so sind diese teilweise vulnerabilitätsassoziiert, teilweise assoziiert mit dem Ausbruch der Erkrankung und in Teilen verbunden mit dem Verlauf der Erkrankung und den hiermit assoziierten Handlungsoptionen. Es wird postuliert, dass die neurobiologischen Veränderungen der Schizophrenie in verschiedenen Stadien der Erkrankung (Prodrom, Erstmanifestation und rezidivierender Verlauf) unterschiedlich sind. Hierbei wird davon ausgegangen, dass eine Hypofunktion des GABAergen Systems ein wesentlicher Bestandteil der Basisvulnerabilität der Erkrankung ist, dass im nächsten Schritt eine Destabilisierung des glutamatergen Systems und hier insbesondere des NMDA-Rezeptor-Systems vorliegt, um zu einer Erstmanifestation einer Schizophrenie zu führen. Beim Übergang zum rezidivierenden Verlauf sind diese Mechanismen auf Dauer destabilisiert, so dass eine Rückbildung der Veränderungen in funktioneller und struktureller Hinsicht erschwert ist. Diese pathophysiologischen Überlegungen können zur Entwicklung kausal-präventiver pharmakotherapeutischer Maßnahmen führen.

Abstract

Schizophrenia is a psychiatric disease associated with functional und structural brain abnormalities. Beside global deficits, like a reduction of the whole brain volume and an enlargement of the ventricular system, there are circumscribed changes especially in the gray matter of the frontal lobe. Regarding possible causes for these changes some are related to the vulnerability of the disease, some to the manifestation of the disorder and some are very likely related to the course of the illness and the associated treatment options. It is hypothesised that the neurobiological changes of schizophrenia are different in each stage of the illness ranging from the prodromal state, over the first manifestation of the illness up to the relapsing course. It is assumed, that the hypofunction of the gabaergic system is essential to the vulnerability of the disorder, while a destabilisation of the glutamatergic system especially of the NMDA-receptor-system forms the next step to first break schizophrenia. When the illness develops into a relapsing course these mechanisms are destabilised, which inhibits the recovery from functional und structural changes. The outlined pathophysiological hypotheses are used to discuss possible causal pharmacological treatment options.

1 Mit freundlicher Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fa 241/2-3)

Literatur

  • 1 Lawrie S M, Abukmeil S S. Brain abnormality in schizophrenia. A systematic and quantitative review of volumetric magnetic resonance imaging studies.  Br J Psychiatry. 1998;  172 110-120
  • 2 Nelson M D, Saykin A J, Flashman L A, Riordan H J. Hippocampal volume reduction in schizophrenia as assessed by magnetic resonance imaging: a meta-analytic study.  Arch Gen Psychiatry. 1998;  55 (5) 433-440
  • 3 Wright I C, Rabe-Hesketh S, Woodruff P W, David A S, Murray R M, Bullmore E T. Meta-analysis of regional brain volumes in schizophrenia.  Am J Psychiatry. 2000;  157 (1) 16-25
  • 4 Falkai P, Schneider-Axmann T, Honer W G, Vogeley K, Schonell H, Pfeiffer U, Scherk H, Block W, Traber F, Schild H H, Maier W, Tepest R. MRI study. Influence of genetic loading, obstetric complications and premorbid adjustment on brain morphology in schizophrenia: a MRI study.  Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2003;  253 (2) 92-99
  • 5 Block W, Bayer T A, Tepest R, Traber F, Rietschel M, Müller D J, Schulze T G, Honer W G, Maier W, Schild H H, Falkai P. Decreased frontal lobe ratio of N-acetyl aspartate to choline in familial schizophrenia: a proton magnetic resonance spectroscopy study.  Neurosci Lett. 2000;  289 (2) 147-151
  • 6 Schneider-Axmann T, Kamer T, Moroni M, Maric N, Tepest R, Dani I, Honer W G, Scherk H, Rietschel M, Schulze T G, Muller D J, Cordes J, Schonell H, Steinmetz H, Gaebel W, Vogeley K, Kuhn K U, Wagner M, Maier W, Traber F, Block W, Schild H H, Falkai P. Relation between cerebrospinal fluid, gray matter and white matter changes in families with schizophrenia.  J Psychiatr Res. 2006;  40 (7) 646-655
  • 7 Kamer T, Schneider-Axmann T, Heimann M, Maric N, Dani I, Tepest R, Honer W G, Scherk H, Cordes J, Schoenell H, Gaebel W, Vogeley K, Müller D J, Rietschel M, Schulze T G, Maier W, Steinmetz H, Träber F, Block W, Schild H H, Falkai P. Template Based Analysis of Gray and White Matter in Lobar Volumes. A Magnetic Resonance Imaging Study on Families with Schizophrenia. (In Vorbereitung)
  • 8 Vogeley K, Schneider-Axmann T, Pfeiffer U, Tepest R, Bayer T A, Bogerts B, Honer W G, Falkai P. Disturbed gyrification of the prefrontal region in male schizophrenic patients: A morphometric postmortem study.  Am J Psychiatry. 2000;  157 34-39
  • 9 Zilles K, Armstrong E, Schleicher A, Kretschmann H J. The human pattern of gyrification in the cerebral cortex.  Anat Embryol (Berl). 1988;  179 (2) 173-179
  • 10 Falkai P, Honer W G, Kamer T, Dustert S, Vogeley K, Schneider-Axmann T, Dani I, Wagner M, Maier W, Rietschel M, Müller D, Schulze T, Gaebel W, Cordes J, Schönell H, Schild H H, Block W, Träber F, Steinmetz H, Tepest R. Disturbed frontal gyrification within families affected with Schizophrenia.  J Psychiatr Res. 2007;  41 (10) 805-813
  • 11 Armstrong E, Schleicher A, Omran H, Curtis M, Zilles K. The ontogeny of human gyrification.  Cereb Cortex. 1995;  5 56-63
  • 12 Falkai P, Tepest R, Honer W G, Dani I, Ahle G, Pfeiffer U, Vogeley K, Schulze T G, Rietschel M, Cordes J, Schonell H, Gaebel W, Kuhn K U, Maier W, Traber F, Block W, Schild H H, Schneider-Axmann T. Shape changes in prefrontal, but not parieto-occipital regions: brains of schizophrenic patients come closer to a circle in coronal and sagittal view.  Psychiatry Res. 2004a;  132 (3) 261-271
  • 13 Job D E, Whalley H C, Johnstone E C, Lawrie S M. Grey matter changes over time in high risk subjects developing schizophrenia.  Neuroimage. 2005;  25 (4) 1023-1030
  • 14 Whalley H C, Simonotto E, Marshall I, Owens D G, Goddard N H, Johnstone E C, Lawrie S M. Functional disconnectivity in subjects at high genetic risk of schizophrenia.  Brain. 2005;  128 2097-2108
  • 15 Falkai P, Tepest R, Schulze T G, Muller D J, Rietschel M, Maier W, Traber F, Block W, Schild H H, Steinmetz H, Gaebel W, Honer W G, Schneider-Axmann T, Wagner M. Etiopathogenetic mechanisms in long-term course of schizophrenia.  Pharmacopsychiatry. 2004b;  37 Suppl 2 S136-140
  • 16 Kawasaki Y, Vogeley K, Jung V, Tepest R, Hütte H, Schleicher A, Falkai P. Automatized image analysis of disturbed cytoarchitecture in Brodmann area 10 in schizophrenia - a post mortem study.  Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2000;  24 1093-1104
  • 17 Tepest R, Vogeley K, Viebahn B, Schneider-Axmann T, Honer W G, Falkai P. Minor changes of the cytoarchitecture in Brodmann area 9 in schizophrenia: Analyses by a gray level index method on post mortem tissues. (In Vorbereitung)
  • 18 Selemon L D, Goldman-Rakic P S. The reduced neuropil hypothesis: a circuit based model of schizophrenia.  Biol Psychiatry. 1999;  45 (1) 17-25
  • 19 Honer W G, Falkai P, Chen C, Arango V, Mann J J, Dwork A J. Synaptic and plasticity-associated proteins in anterior frontal cortex in severe mental illness.  Neuroscience. 1999;  91 (4) 1247-1255
  • 20 Lewis D A, Lieberman J A. Catching up on schizophrenia: natural history and neurobiology.  Neuron. 2000;  28 (2) 325-334
  • 21 Harrison P J, Owen M J. Genes for schizophrenia? Recent findings and their pathophysiological implications.  Lancet. 2003;  361 417-419
  • 22 Harrison P J, Weinberger D R. Schizophrenia genes, gene expression, and neuropathology: on the matter of their convergence.  Mol Psychiatry. 2005;  10 40-68
  • 23 Hoff A L, Sakuma M, Wieneke M, Horon R, Kushner M, DeLisi L E. Longitudinal neuropsychological follow-up study of patients with first-episode schizophrenia.  Am J Psychiatry. 1999;  156 (9) 1336-1341
  • 24 Albus M, Hubmann W, Scherer J, Dreikorn B, Hecht S, Sobizack N, Mohr F. A prospective 2-year follow-up study of neurocognitive functioning in patients with first-episode schizophrenia.  Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2002;  252 (6) 262-267
  • 25 Cahn W, Hulshoff Pol H E, Lems E B, Haren N E van, Schnack H G, Linden J A van der, Schothorst P F, Engeland H van, Kahn R S. Brain Volume Changes in First-Episode Schizophrenia: A 1-Year Follow-up Study.  Arch Gen Psychiatry. 2002;  59 1002-1010
  • 26 van Haren M EM, Hulshoff Pol H E, Cahn W, Schnack H G, Brans R, Laponder A J, Kahn R S. Brain Volume changes in 109 patients with schizophrenia compared to 130 control subjects: A 5-year longitudinal MRI study across the age range.  Schizophrenia Research. 2004;  67 (1) 96
  • 27 Scherk H, Falkai P. Effects of antipsychotics on brain structure.  Current Opinion in Psychiatry. 2006;  19 145-150
  • 28 Lieberman J A, Tollefson G D, Charles C, Zipursky R, Sharma T, Kahn R S, Keefe R S, Green A I, Gur R E, McEvoy J, Perkins D, Hamer R M, Gu H, Tohen M. HGDH Study Group . Antipsychotic drug effects on brain morphology in first-episode psychosis.  Arch Gen Psychiatry. 2005;  62 (4) 361-370
  • 29 Hurlemann R, Tepest R, Maier W, Falkai P, Vogeley K. Intact hippocampal gray matter in schizophrenia as revealed by automatized image analysis postmortem.  Anat Embryol (Berl). 2005;  210 (5 - 6) 513-517
  • 30 Falkai P, Honer W G, David S, Bogerts B, Majtenyi C, Bayer T A. No evidence for astrogliosis in brains of schizophrenic patients. A post-mortem study.  Neuropathol Appl Neurobiol. 1999;  25 (1) 8-53

1 Mit freundlicher Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fa 241/2-3)

Prof. Dr. med. Peter Falkai

Zentrum Psychosoziale Medizin, Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie, Georg-August-Universität

von-Siebold-Straße 5

37075 Göttingen

Email: pfalkai@gwdg.de

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