Die neonatale Hypoxie, als Schwangerschafts- und Geburtskomplikation, ist der wichtigste prädisponierende Umweltfaktor in der Pathophysiologie der Schizophrenie. Sie führt zu einer Schädigung des Gehirns und einer Störung der Hirnentwicklung. Insgesamt sind die neurobiologischen Auswirkungen, insbesondere auf die Zellproliferation, unklar. Im Tiermodell konnten bereits Verhaltensauffälligkeiten ähnlich der Schizophrenie, infolge chronischer neonataler Hypoxie, festgestellt werden. Störungen in der Zellentwicklung könnten hierfür die Ursache sein. Die Hypothese, dass der Beginn der abnormalen Hirnentwicklung perinatal liegt, während erste klinische Symptome im frühen Erwachsenenalter manifest werden, unterstützt diese Ergebnisse. Die Hirnentwicklung der Ratte ist in der frühen postnatalen Periode vergleichbar mit der eines menschlichen Fötus im dritten Trimenon der Schwangerschaft und eignet sich daher pathologische Prozesse im zentralen Nervensystem des Menschen zu reflektieren. In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe postnataler Hypoxie die neuronale Zellproliferation in 20 männlichen Wistar-Ratten zu unterschiedlichen Zeitpunkten (postnataler Tag 13 und 39) untersucht. Die Hypoxietiere wurden vom postnatalen Tag vier bis acht einer Hypoxie, bestehend aus 11% O2 und 89% N2, ausgesetzt. Mit Hilfe der Bromodeoxyuridin-Peroxidasefärbung wurde die Zellproliferation in Hypoxie-vulnerablen Hirnregionen untersucht. Hierzu gehören der Gyrus cinguli, das Striatum, der Gyrus dentatus und die subventrikuläre Zone. Als Vergleich diente eine unbehandelte Kontrollgruppe. Durch ein Mikroskop mit Schrittmotorsystem und Stereo Investigator Software (MicroBrightField, UK) und der Optical Fractionator-Methode konnte erstmals festgestellt werden, dass Hypoxie-behandelte Tiere eine um 20% erhöhte Zellproliferation im Gyrus cinguli am postnatalen Tag 13 aufwiesen. Des Weiteren zeigte sich bei den Hypoxie-behandelten Tieren ein um 16% reduziertes Volumen im Striatum am postnatalen Tag 13. Am postnatalen Tag 39 zeigten sich keine signifikanten Unterschiede mehr. Diese Ergebnisse zeigen, dass ein vorübergehender Einfluss chronischer Hypoxie auf die Zellproliferation und das Volumen angenommen werden kann und das das Gehirn innerhalb gewisser Grenzen während der neuronalen Entwicklung tolerant gegenüber exogenen Noxen wie Hypoxie zu sein scheint. Die Ergebnisse bestätigen auch, dass nur ein kleiner Teil der Hypoxie-assoziierten Geburtskomplikationen zu einer Schizophrenie führt und der Erkrankung eine multifaktorielle Gen-Umwelt-Interaktion zugrunde liegt. Zukünftig könnte es, mit der besseren Kenntnis neurobiologischer Auswirkungen von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren im Gehirn, möglich werden die Schizophrenie frühzeitiger zu erkennen und zu behandeln sowie behindernde Symptome zu reduzieren.

Background: Patients with Panic Disorder (PD) direct their attention towards potential threat, followed by panic attacks, and increased sweat production. Onés own anxiety sweat odor influences the attentional focus, and discrimination of threat or non-threat. Since olfactory projection areas overlap with neuronal areas of a panic-specific fear network, the present study investigated the neuronal processing of odors in general and of stress-related sweat odors in particular in patients with PD. Methods: A sample of 13 patients with PD with/ without agoraphobia and 13 age- and gender-matched healthy controls underwent an fMRI investigation during olfactory stimulation with their stress-related sweat odors (TSST, ergometry) as well as artificial odors (peach, artificial sweat) as non-fearful non-body odors. Principal Findings: The two groups did not differ with respect to their olfactory identification ability. Independent of the kind of odor, the patients with PD showed activations in fronto-cortical areas in contrast to the healthy controls who showed activations in olfaction-related areas such as the amygdalae and the hippocampus. For artificial odors, the patients with PD showed a decreased neuronal activation of the thalamus, the posterior cingulate cortex and the anterior cingulate cortex. Under the presentation of sweat odor caused by ergometric exercise, the patients with PD showed an increased activation in the superior temporal gyrus, the supramarginal gyrus, and the cingulate cortex which was positively correlated with the severity of the psychopathology. For the sweat odor from the anxiety condition, the patients with PD showed an increased activation in the gyrus frontalis inferior, which was positively correlated with the severity of the psychopathology. Conclusions: The results suggest altered neuronal processing of olfactory stimuli in PD. Both artificial odors and stress-related body odors activate specific parts of a fear-network which is associated with an increased severity of the psychopathology.

Background: Patients with Panic Disorder (PD) direct their attention towards potential threat, followed by panic attacks, and increased sweat production. Onés own anxiety sweat odor influences the attentional focus, and discrimination of threat or non-threat. Since olfactory projection areas overlap with neuronal areas of a panic-specific fear network, the present study investigated the neuronal processing of odors in general and of stress-related sweat odors in particular in patients with PD. Methods: A sample of 13 patients with PD with/ without agoraphobia and 13 age- and gender-matched healthy controls underwent an fMRI investigation during olfactory stimulation with their stress-related sweat odors (TSST, ergometry) as well as artificial odors (peach, artificial sweat) as non-fearful non-body odors. Principal Findings: The two groups did not differ with respect to their olfactory identification ability. Independent of the kind of odor, the patients with PD showed activations in fronto-cortical areas in contrast to the healthy controls who showed activations in olfaction-related areas such as the amygdalae and the hippocampus. For artificial odors, the patients with PD showed a decreased neuronal activation of the thalamus, the posterior cingulate cortex and the anterior cingulate cortex. Under the presentation of sweat odor caused by ergometric exercise, the patients with PD showed an increased activation in the superior temporal gyrus, the supramarginal gyrus, and the cingulate cortex which was positively correlated with the severity of the psychopathology. For the sweat odor from the anxiety condition, the patients with PD showed an increased activation in the gyrus frontalis inferior, which was positively correlated with the severity of the psychopathology. Conclusions: The results suggest altered neuronal processing of olfactory stimuli in PD. Both artificial odors and stress-related body odors activate specific parts of a fear-network which is associated with an increased severity of the psychopathology.