Dem Stress auf den Grund gegangen

28. November 2006, 19:58
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Neben Herz-Kreislauf-Leiden werden stressbedingte Erkrankungen laut Hochrechnungen bald pandemische Ausmaße erreicht haben

Neben Herz-Kreislauf-Leiden werden stressbedingte Erkrankungen laut Hochrechnungen bald pandemische Ausmaße erreicht haben. An der Universität Innsbruck gehen Forscher derzeit den physiologischen Ursachen von Stress auf den Grund. Bisherige Ergebnisse lassen auf adäquate Hilfe gegen Stresskrankheiten hoffen.

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Stress macht krank: Die Weltgesundheitsorganisation rechnet damit, dass stressbedingte Erkrankungen wie Depressionen und Ängste bis 2020 weltweit führende Krankheitsursache neben Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein werden. An der Universität Innsbruck bemüht man sich im Rahmen eines FWF-Projektes, den Details der Problematik auf die Spur zu kommen, um das Übel möglichst an der Wurzel bekämpfen zu können.

Was ist Stress eigentlich? In seiner 1950 veröffentlichten Theorie definierte ihn der Mediziner Hans Selye als unspezifische Reaktion des Körpers auf eine von außen kommende Belastung, die das physiologische Gleichgewicht stört. Eine solche Störung setzt eine Kaskade von Mechanismen in Gang: Bei kurzzeitigem Stress aktiviert das vegetative Nervensystem das Nebennierenmark, das in der Folge Adrenalin freisetzt. Dieses beschert dem Körper einen Energieschub, der ihn auf die bekannte Kampf-oder-Flucht-Reaktion vorbereitet: Herz, Gehirn und Skelettmuskeln werden besser durchblutet und zusätzliche Energie wird zur Verfügung gestellt, während im Moment entbehrliche Dinge wie Hunger oder Sexualtrieb schlagartig abgestellt werden.

Anders liegt die Sache bei andauerndem Stress, dem sich der Organismus nicht durch Kampf oder Flucht entziehen kann: Dabei schüttet der Hypothalamus, ein stammesgeschichtlich sehr altes Hirnareal, das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) aus, das die Freisetzung des Hormons Corticotropin veranlasst. Über die Blutbahn gelangt dieses in die Nebennierenrinde, die in Folge ebenfalls Hormone (Glucocorticoide) ausschüttet, deren wichtigstes bei Menschen Cortisol ist. Es erhöht unter anderem den Blutzuckerspiegel und mobilisiert Energie aus den Fettreserven. Gleichzeitig hemmt Cortisol im Blut jedoch die weitere Produktion und Freisetzung von CRH und sorgt somit dafür, dass der Organismus seine Energie verschlingende Stressreaktion wieder herunterfährt.

Regulierendes System

Der Regelkreis Hypothalamus-Hypophyse-Nebennierenrinde, kurz HPA-Achse genannt, ist eines der wichtigsten stressregulierenden Systeme des Körpers. Viele stressbedingte Erkrankungen dürften mit Fehlregulationen dieser Achse zusammenhängen, doch über ihre genaue Funktion ist noch vieles unbekannt.

Karl Ebner von der Abteilung für Pharmakologie und Toxikologie der Uni Innsbruck und Mitarbeiter Patrik Muigg und Georg Singewald versuchen die diesbezügliche Wissenslücke zu verkleinern und widmen sich besonders der Rolle einzelner Hirnregionen bei der Regulation dieser Stressachse. Sie untersuchten eine besondere Subregion des Hypothalamus, nämlich des dorsomedialen Teils.

Dazu setzte man die Laborratten definierten Stressbedingungen aus und kontrollierte anschließend die Konzentration der Stresshormone im Blut der Tiere. Um die Bedeutung des dorsomedialen Hypothalamus zu untersuchen, wurde er bei mehreren Ratten durch Injektion eines Toxins, das auf bestimmte Nervenzellen wirkt, außer Gefecht gesetzt. Dann wurden die Ratten mit zwei verschiedenen Arten von Stress konfrontiert: Durch die Verabreichung von Interleukin, das dem Körper eine Infektion vortäuscht, wurde ein physischer Stress erzeugt, während eine zweite Gruppe von Ratten psychisch gestresst wurde, indem sie 15 Minuten auf einer erhöhten Plattform zubringen mussten - ein Zustand, gegen den sie eine ausgeprägte Aversion haben.

Höhere Hormonwerte

Tatsächlich zeigten die Versuchstiere mit beeinträchtigtem Hypothalamus gegenüber den gesunden eine erhöhte Stressreaktion in Form höherer Hormonwerte - allerdings nur in Reaktion auf psychischen Stress (siehe Grafik). Bei den physisch gestressten Ratten ließ sich kein Unterschied zur Kontrollgruppe feststellen. Damit konnten Ebner und Mitarbeiter zeigen, dass dieser Teil des Hypothalamus in einen Regelkreis involviert ist, der hemmend auf die HPA-Achse einwirkt und den Körper bei psychischem Stress vor exzessiver Hormonausschüttung schützt. Gleichzeitig lassen ihre Ergebnisse den Schluss zu, dass das Gehirn zwischen physischem und psychischem Stress unterscheidet und auf bestimmte Stresssituationen - je nach Qualität - durch Aktivierung und Inaktivierung entsprechender Hirngebiete reagiert.

Praktisch können die neuronalen Systeme durch zu heftige Belastung (Trauma) oder Dauerstress geschädigt werden und zu psychischen Erkrankungen führen. Tatsächlich weisen Patienten mit Depressionen - ähnlich wie Ebners Ratten - einen erhöhten Cortisol-Spiegel im Urin, im Blut und in der Rückenmarksflüssigkeit sowie erhöhte Freisetzung von CRH im Hirn auf.

Dass psychische Störungen oft gehäuft in Familien auftreten, könnte an einer angeborenen Fehlregulation der HPA-Achse liegen und zum Tragen kommen, wenn das System zu heftig oder zu oft überfordert wird. Auch Vernachlässigung oder Missbrauch in der Kindheit könnten dauerhafte Überempfindlichkeiten des Stresshormonsystems bewirken - mit dem Effekt, dass im Erwachsenenalter relativ geringe Stressfaktoren zu heftigen Reaktionen führen könnten.

Bei Studien in den 1990ern wurden neugeborene Ratten in den ersten drei Lebenswochen an zehn Tagen jeweils kurz von ihrer Mutter entfernt. Nachdem sie entwöhnt waren, kamen sie in eine ganz normale Rattenkolonie. Als die Tiere erwachsen waren, wiesen sie erhöhte Stresshormonwerte auf, verhielten sich deutlich ängstlicher. Ähnliche Ergebnisse brachten Studien an Indischen Hutaffen, deren Mütter selbst so gestresst waren, dass sie sich kaum um die Jungen kümmerten: Auch die vernachlässigten Affen zeigten als Erwachsene überbordende physiologische Reaktionen.

Neue Medikamente

Für die Entwicklung neuer Arzneien gegen psychische Erkrankungen braucht es ein umfassendes Verständnis der zugrunde liegenden physiologischen und neurobiologischen Mechanismen. Pharmaka könnten einer schädigenden Hyperfunktion der HPA-Achse Einhalt gebieten, indem sie deren Aktivität hemmen, oder indem sie die körpereigenen stresshemmenden Mechanismen unterstützen. Voraussetzung dafür ist aber die konkrete Identifikation einzelner Hirngebiete, die in diesem System involviert sind.

Einblicke in die neurobiologischen Zusammenhänge durch die Innsbrucker Pharmakologen können dabei Hilfestellung leisten, da sie wichtige Hinweise liefern, welche neuronalen Mechanismen aktiviert werden könnten, um den Körper vor exzessiver Ausschüttung von Stress-Hormonen zu schützen. Als nächsten Schritt wollen Ebner und Mitarbeiter die neurochemischen Grundlagen, die bei der Regulation von solchen Stressreaktionen involviert sind, erforschen. (Susanne Strnadl/DER STANDARD, Printausgabe, 29. November 2006)

  • Gestresste Ratte: Die Forscher setzten Tiere auf einer erhöhten Plattform aus und maßen dann die Ausschüttung von Stresshormonen.
    foto: der standard/universität innsbruck/ebner

    Gestresste Ratte: Die Forscher setzten Tiere auf einer erhöhten Plattform aus und maßen dann die Ausschüttung von Stresshormonen.

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