Ketamin-Narkose verändert Hirnstrukturen nur bei weiblichen Mäusen

Die Auswirkungen einer Narkose bleiben trotz ihrer 170-jährigen klinischen Geschichte und der unzähligen Menschen, die täglich „eingeschläfert“ werden, rätselhaft.

Während Forschende die zugrunde liegenden Mechanismen und offenen Fragen schrittweise entschlüsseln, stoßen sie weiterhin auf neue Rätsel darüber, wen sie auf welche Weise betrifft.

So beschreiben Forschende in einer neuen, in Science Advances veröffentlichten Mäusestudie ein überraschendes Ergebnis: Eine Narkose mit Ketamin verändert Hirngewebe – allerdings nur bei weiblichen Tieren.

„Damit hatten wir nicht gerechnet; der Befund war überraschend“, sagt Sandra Siegert, Neurobiologin am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und leitende Autorin der Studie.

Ketamin-Narkose verändert das Gehirn weiblicher Mäuse

Bei der Untersuchung der Gehirne von Mäusen, die eine Ketamin-Narkose erhalten hatten, stellten die Forschenden fest, dass Mikroglia – die wichtigsten Immunzellen des Nervensystems – mit ihren armähnlichen Fortsätzen Neuronen „umarmten“. Neuronen sind jene Gehirnzellen, die allem zugrunde liegen, was wir tun, denken und sind.

In-vivo-Aufnahmen im visuellen Kortex von Mäusen sowie ein Diagramm der Wechselwirkungen zwischen Mikroglia und Neuronen. (Venturino et al., Science Advances, 2026)

Diese enge Umarmung förderte die Bildung von Synapsen, also den Verbindungen zwischen Gehirnzellen, über die sich chemische und elektrische Signale ausbreiten.

Dadurch scheint die Erholungsphase nach der Narkose, die möglicherweise bis zu 48 Stunden dauert, den Umbau des Gehirns beziehungsweise seine Plastizität zu begünstigen.

Darstellung der Kommunikation zwischen Neuronen; die Synapse ist in der Vergrößerung dargestellt. (Christy Krames, MA, CMI, für die US National Institutes of Health, National Institute on Aging/Wikimedia Commons)

„Faszinierend war“, sagt Alessandro Venturino, Neurophysiologe und Forschungswissenschaftler am ISTA sowie Erstautor der Studie, „dass wir diese Plastizität – die Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern, anzupassen und sich in diesem Fall zu erholen – ausschließlich bei Weibchen beobachteten.“

Um zu ermitteln, wann diese Plastizität auftrat und ob sie geschlechtsspezifisch war, beobachtete das Team die Veränderungen im Gehirn in vivo durch ein Schädelfenster, das den Blick in die Gehirne lebender Mäuse ermöglichte.

Rund eine Stunde nach der Ketamin-Gabe begannen Mikroglia im Gehirn weiblicher Mäuse, deutlich häufiger Kontakte zu Neuronen aufzubauen.

Erhielten die Mäuse jedoch in der Woche vor der Narkose ein spezielles Futter, verringerte dieses die Dichte der Mikroglia im Gehirn drastisch und unterband damit den durch die Narkose ausgelösten Effekt.

Mikroglia in Grün, eingebettet in unterschiedliche Hirnschichten in Orange, im visuellen Kortex einer Maus. (Siegert-Gruppe/ISTA)

Corticosteron und Fkbp5 als möglicher Mechanismus

Nachdem die Forschenden fast 37.000 Gehirnzellen sequenziert hatten, um Veränderungen in der Aktivität von 2.000 Genen zu bestimmen, identifizierten sie eine bestimmte Wechselwirkung zwischen einem Gen und einem Hormon.

„Während der Erholung von der Narkose steigen die Corticosteronspiegel“, sagt Venturino.

„Bei weiblichen Mäusen aktiviert dies in Mikroglia gezielt das Stressreaktionsgen Fkbp5. Das Gen kodiert für das Protein FKBP51, das der Zelle hilft, Stresssignale zu bewältigen – und offenbar Mikroglia dazu veranlasst, mit Neuronen zu interagieren.“

Die Injektion einer bestimmten antagonistischen Substanz, die Fkbp51 hemmt, verhindert die Reaktion der Mikroglia und die Plastizität in den Gehirnen weiblicher Mäuse. Auch ein Knockout, also die Inaktivierung dieses Gens, in einer spezialisierten Mauslinie zeigte einen ähnlich hemmenden Effekt. (Venturino et al., Science Advances, 2026)

Zum Schluss entfernte das Team den Mäusen die Nebennieren, die wichtigste Quelle des Körpers für Corticosteron.

Dies schwächte die Reaktion der Mikroglia auf Ketamin ab. Nach einer Injektion von Corticosteron wurde sie wiederhergestellt, was die zentrale Rolle von Corticosteron als hormonellem Signalweg stützt.

Warum männliche Mäuse diese anpassungsfähige Reaktion des Gehirns offenbar nicht zeigen, ist unklar. Möglicherweise tritt sie bei ihnen verzögert auf, oder sie nutzen eine andere Strategie zur Umgestaltung des Gehirns.

Zirkulierende Sexualhormone spielen nach Angaben der Forschenden zwar eine Rolle, erklären den Effekt aber nicht vollständig.

Aus evolutionärer Perspektive vergleicht Siegert dies mit den unterschiedlichen Selektionsdrücken, denen Weibchen im Lauf der Geschichte ausgesetzt waren. Sie hätten sich rasch an vielfältige Herausforderungen angepasst, etwa an die Kinderbetreuung, die Nahrungssuche oder das Organisieren von Menschengruppen, neben anderen Aufgaben.

Bedeutung für die Forschung am Menschen

Die Ergebnisse erfordern deutlich mehr Forschung, darunter eingehende Untersuchungen geschlechtsabhängiger klinischer Unterschiede.

Eine frühere Studie ergab, dass eine Ketamin-Narkose Angstsymptome auslöste – wiederum ausschließlich bei weiblichen Mäusen.

Ebenso wichtig ist es daher zu untersuchen, wie sich diese Forschung auf Menschen übertragen lässt.

„Es gab nur eine Handvoll anekdotischer Studien, die darauf hindeuteten, dass Frauen nach einer Ketamin-Narkose häufiger Übelkeit und Unwohlsein erleben“, merkt Siegert an.

Den Einfluss von Ketamin einzugrenzen, ist deshalb entscheidend für die Wahl der geeigneten Behandlungsstrategie.

Weiterführend: Ketamin kann Depressionen ebenso wirksam behandeln wie eine Elektrokrampftherapie

„Für die bestmögliche Behandlung ist es wichtig zu wissen, wie sich Arzneimittelwirkungen zwischen männlichen und weiblichen Patienten unterscheiden“, ergänzt Siegert.

Da Ketamin auch zur Behandlung von Depressionen eingesetzt wird, macht die Untersuchung eine zwiespältige Seite deutlich: Hirnplastizität kann vorteilhaft sein, doch sowohl ein Zuviel als auch ein Zuwenig kann neuropsychiatrische Erkrankungen begünstigen.

„Wie lässt sich diese Plastizität verändern und modulieren, aber auf positive Weise?“, fragt Bosiljka Tasic, Neurobiologin am Allen Institute for Brain Science in Seattle und Mitautorin der Studie.

„Viele der wichtigsten Medikamente, die Plastizität auslösen, sind äußerst interessant geworden, insbesondere als Behandlungen von Depressionen, aber wir wissen noch immer nicht, wie sie wirken.“

Diese Forschung wurde in Science Advances veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Clare Watson auf Fakten geprüft und von Peter Dockrill redigiert. Wir sind zwar stolz auf unseren Prozess, aber auch nur Menschen. Wenn Sie einen Fehler entdecken, teilen Sie ihn uns bitte mit.