Was Tabak während der Schwangerschaft mit dem Gehirn von Teenagern macht: Eine Analyse der großen ABCD-Studie

Sind die Auswirkungen des Rauchens während der Schwangerschaft zehn Jahre später in Gehirnscans des Kindes zu sehen? In einer großen Längsschnittstudie mit 5.417 Kindern (ABCD-Programm) verfolgten Wissenschaftler, wie sich Dicke und Fläche der Hirnrinde im Alter von 9–10 bis 11–12 Jahren veränderten, und verglichen die Verläufe mit denen derjenigen, die im Mutterleib Tabak und/oder Alkohol ausgesetzt waren. Das Ergebnis ist eindeutig: Pränataler Tabakkonsum ist mit einer schnelleren Ausdünnung der Hirnrinde verbunden, vor allem in den Frontalhirnen, während für Alkohol in dieser Altersgruppe keine signifikanten Zusammenhänge festgestellt wurden. Die Ausdünnung an sich ist ein normaler Teil der Gehirnreifung im Jugendalter, bei Kindern mit Tabakkonsum tritt sie jedoch schneller und/oder früher ein, was mit äußeren Verhaltensproblemen und Schlafstörungen korreliert.

Hintergrund

Pränatale Tabak- und Alkoholexposition (PTE) zählt zu den häufigsten und vermeidbaren Risikofaktoren für die Entwicklung des Gehirns. Nikotin und andere Bestandteile des Tabakrauchs passieren leicht die Plazenta und beeinträchtigen den Gefäßtonus, die fetale Sauerstoffversorgung und die Bildung neuronaler Netzwerke. Ethanol ist ein anerkanntes Teratogen; in hohen Dosen verursacht es ein Spektrum fetaler Alkoholstörungen (FASD), in niedrigeren Dosen subtilere neurokognitive und verhaltensbezogene Auswirkungen. Klinische Beobachtungen zeigen seit langem, dass PTE/PAE mit einem höheren Risiko für Verhaltensprobleme, Aufmerksamkeitsdefizite, Schlafstörungen und Lernschwierigkeiten bei Kindern und Jugendlichen in Verbindung gebracht wird.

Normalerweise erfährt die Großhirnrinde während der Pubertät eine „Umstrukturierung“: Die Rinde wird allmählich dünner (es kommt zu synaptischer „Beschneidung“ und Myelinisierung) und die Rindenfläche verändert sich in den Regionen ungleichmäßig. Daher sind Längsschnittdaten besonders wichtig, um den Einfluss pränataler Faktoren zu beurteilen – nicht nur, „wie viel dünner die Rinde in einem bestimmten Alter ist“, sondern wie sich ihre Dicke und Fläche im Laufe der Zeit verändern. Bisher waren viele Studien Querschnittsstudien mit kleinen Stichproben und gemischter Exposition (Tabak und Alkohol zusammen). Dies erschwerte es, den Beitrag der einzelnen Faktoren zu trennen und zu verstehen, ob sich die „normale“ Entwicklung in der Adoleszenz beschleunigt oder ihr Beginn sich zeitlich verschiebt.

Eine weitere methodische Herausforderung besteht in der Bewertung der Belastung selbst: Häufiger werden nachträgliche Befragungen von Müttern durchgeführt, die die Daten selten mit Biomarkern (z. B. Cotinin) bestätigen. Auch assoziierte Faktoren spielen eine Rolle: sozioökonomischer Status, psychische Gesundheit der Eltern, Konsum anderer Substanzen, Passivrauchen. All dies erfordert große, repräsentative Kohorten mit mehreren MRT-Untersuchungen, standardisierter Bildverarbeitung und präziser, für Mehrfachvergleiche angepasster Statistik.

Diese Nische füllen die Daten des ABCD-Projekts – der weltweit größten Längsschnittstudie zur Gehirnentwicklung, in der Tausende von Kindern wiederholt MRT-, kognitiven und Verhaltenstests unterzogen werden. Auf dieser Grundlage ist es möglich, die Auswirkungen von PTE und PAE zu trennen, regionsspezifische Verläufe der Kortexdicke/-fläche im wichtigen Altersfenster von 9 bis 12 Jahren zu betrachten und sie mit äußeren Manifestationen – Impulsivität, Verhaltenssymptomen, Schlafqualität – zu verknüpfen. Die praktische Motivation liegt auf der Hand: Wenn sich Spuren von intrauterinem Tabakkonsum als Beschleunigung kortikaler Veränderungen speziell in den Frontalbereichen manifestieren, ist dies ein Argument für strenge Raucherentwöhnungsprogramme bei der Planung und während einer Schwangerschaft sowie ein Grund für eine gezielte Überwachung des Schlafs und Verhaltens von Kindern mit bestätigter PTE. Theoretisch stimmen solche Ergebnisse mit der Idee einer „beschleunigten biologischen/epigenetischen Alterung“ bei Tabakexposition und mit den Auswirkungen von Tabakgiften auf Mikroglia und synaptische Beschneidung überein – Hypothesen, die in einer Langzeitbeobachtung weiter getestet werden müssen.

Wer und wie wurde untersucht

• Kohorte: 5.417 ABCD-Teilnehmer (21 US-Zentren). Das Durchschnittsalter zu Studienbeginn betrug 9,9 Jahre; das Durchschnittsalter bei der Nachuntersuchung betrug 11,9 Jahre. Zwischen den Besuchen lagen etwa 2 Jahre.
• Expositionen: Pränatale Alkoholexposition (PAE) und Tabakexposition (PTE), ermittelt durch Befragungen von Betreuungspersonen – vor und nach der Feststellung der Schwangerschaft.
• Ergebnisse: Kortikale Dicke und Fläche in 68 Teilzonen, Verhaltensskalen (CBCL, BIS/BAS, UPPS), Schlafstörungsskala. Analyse – mit Korrektur für Mehrfachvergleiche (FDR).

Erstens die Entwicklungsnorm. Im Durchschnitt haben alle Kinder mit zunehmendem Alter eine dünnere Hirnrinde, und die Fläche in verschiedenen Zonen kann wachsen oder schrumpfen – dies sind natürliche Verläufe der Adoleszenz. Vor diesem Hintergrund untersuchten die Forscher, ob sich diese Verläufe bei Kindern mit PAE/PTE im Vergleich zu ihren „nicht betroffenen“ Altersgenossen veränderten.

Wichtigste Ergebnisse

• Alkohol: Im Alter von 9–12 Jahren wurden keine signifikanten Zusammenhänge mit der Dicke/Fläche der Hirnrinde oder deren Veränderung im Laufe der Zeit festgestellt.
• Tabak:
  • bereits „auf dem Schnitt“ – der Kortex ist in den paramedianen Bereichen dünner (bilateraler parahippocampaler Kortex, linker lateraler orbitofrontaler Kortex; partielles r≈0,04, P <0,001, FDR-Korrektur);
  • im Laufe der Zeit – schnellere Ausdünnung in 11 frontalen und 2 temporalen Regionen (einschließlich bilateralem rostralem mittleren Frontallappen, superiorem Frontallappen, medialem Orbitofrontallappen, rostralem anterioren cingulären Bereich; rechter Pars orbitalis und Pars triangularis usw.; |r|≈0,04, P <0,001).
• Verhalten: Je schneller die Ausdünnung, desto höher die Werte für externalisierende Verhaltensprobleme, Impulsivität (negative Dringlichkeit), Spaßsucht und Schlafstörungen – die Assoziationen sind schwach, aber reproduzierbar (typischerweise |r|≈0,03–0,05) und treten hauptsächlich bei Kindern mit PTE auf.

Die Autoren interpretieren diese Zusammenhänge vorsichtig: Möglicherweise handelt es sich nicht nur um eine „schnellere“ Ausdünnung, sondern um einen früheren Beginn derselben Prozesse – konventionell „verschiebt sich die Kurve nach links“. Dies wird durch die Literatur über beschleunigte epigenetische Alterung bei Menschen mit pränataler/aktueller Tabakexposition und den Zusammenhang zwischen DNA-Methylierung und kortikaler Dicke sowie synaptischem „Pruning“ gestützt. Dies ist zwar noch eine Hypothese, erklärt aber, warum Tabak in der frühen Adoleszenz ein breiteres und anhaltenderes Signal sendet als Alkohol.

Was für Praxis und Politik wichtig ist

• Es gibt keine sichere Tabakmenge während der Schwangerschaft. Die Ergebnisse sprechen für aggressive Raucherentwöhnungsprogramme bei der Planung und in der Frühschwangerschaft – die Wirkung von PTE ist in diesem Alter umfassender und stabiler als die von PAE.
• Entwicklungsüberwachung: Bei Kindern mit bestätigter PTE sollten Verhalten und Schlaf genauer überwacht werden – hier zeigen sich Zusammenhänge mit einer schnelleren Ausdünnung der Hirnrinde.
• Kommunikation mit den Eltern. Es ist wichtig zu erklären, dass der „dünne Kortex“ keine Diagnose, sondern ein Biomarker der Flugbahn ist und nicht mit der MRT-Nummer, sondern mit spezifischen Problemen (Schlaf, Impulsivität, äußere Symptome) gearbeitet werden muss.

Einige methodische Details – warum diese Daten vertrauenswürdig sind

• Das Längsschnittdesign (zwei MRT-Punkte im Abstand von ca. 2 Jahren) anstelle einer „Scheibe“ verringert das Risiko, Altersunterschiede mit der tatsächlichen Dynamik zu verwechseln.
• Große Stichprobe und strenge Statistik: 5417 Kinder, Analyse von 68 Regionen für jede Hemisphäre, FDR-Kontrolle.
• Post-hoc-Kontrollen: Bei der Unterteilung in „weiter geraucht, nachdem ich von der Schwangerschaft erfahren hatte“/„nein“ sind die Effekte schwächer – wahrscheinlich unterschätzen manche Mütter ihren Konsum, oder es spielen Unterschiede in der Expositionszeit eine Rolle. Dies widerlegt die Hauptschlussfolgerung nicht.

Einschränkungen

• Selbstberichtete Exposition. Fehlende Biomarker (z. B. Cotinin) bedeuten, dass es zu Fehlern bei der PTE/PAE-Beurteilung kommen kann. Die Autoren weisen ausdrücklich darauf hin und schlagen vor, dies in zukünftigen ABCD-Wellen zu korrigieren.
• Beobachtungsfenster: Die Studie deckt die frühe Adoleszenz ab; Alkoholeffekte können sich früher/später manifestieren und subkortikale Effekte wurden hier nicht analysiert.
• Assoziation ≠ Kausalität. Es handelt sich um sorgfältig kontrollierte Assoziationen, nicht um Experimente; eine Bestätigung der Mechanismen (auch epigenetischer) ist erforderlich.

Wohin wird die Wissenschaft als nächstes gehen?

• Fügen Sie Expositionsbiomarker (Cotinin) hinzu und erweitern Sie das Beobachtungsfenster bis in die späte Adoleszenz.
• Verknüpfen Sie Anatomie und Funktion: kognitive Tests, Verhaltensaufgaben, nächtliche Polysomnographie – um zu verstehen, welche Funktionen „empfindlicher“ auf eine beschleunigte Ausdünnung reagieren.
• Testen der epigenetischen Brücke (DNA-Methylierung ↔ Rate kortikaler Veränderungen) auf der Ebene individueller Daten.

Abschluss

Spuren von Tabakkonsum in der Gebärmutter sind noch Jahre später im Gehirn sichtbar – als Beschleunigung/früher Beginn der normalen Ausdünnung der Hirnrinde in der Adoleszenz, insbesondere in den Frontalhirnregionen. Dieser Verlauf ist mit häufigeren Verhaltens- und Schlafproblemen verbunden. Bei Alkoholkonsum im Alter von 9 bis 12 Jahren ist ein solches Signal nicht sichtbar.

Quelle: Marshall AT et al. Pränatale Tabak- und Alkoholexposition und kortikale Veränderungen bei Jugendlichen. JAMA Network Open, 2025;8(6):e2516729. doi:10.1001/jamanetworkopen.2025.16729