Die Wechselwirkung zwischen psychischen und körperlichen Zuständen
Wie psychische und körperliche Zustände zusammenwirken
Je genauer die Forschung den menschlichen Körper untersucht, desto deutlicher werden die Zusammenhänge: Akute Angst beschleunigt über die Aktivierung des sympathischen Nervensystems den Herzschlag. Zyklische Veränderungen von Stimmung und Haut spiegeln dagegen das Zusammenspiel mit den Hormonen der Eierstöcke wider.
Diese Erfahrungen zeigen, dass psychische Zustände und körperliche Reaktionen in beide Richtungen miteinander kommunizieren – über komplexere Wege, als wir lange angenommen haben.
Immer mehr Forschung beginnt, die verborgenen Abläufe im Körper verständlich zu machen. Bei starker Angst rast beispielsweise das Herz; rund um die Menstruation bemerken viele Frauen Veränderungen ihrer Stimmung und ihres Hautbilds. Solche Erfahrungen deuten darauf hin, dass Psyche und körperliche Reaktionen weit enger verbunden sind, als wir uns oft vorstellen.
Eine wichtige Rolle spielt dabei die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse, kurz HPA-Achse.
Die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) trägt wesentlich dazu bei, das innere Gleichgewicht des Körpers aufrechtzuerhalten und Alterungsprozesse zu regulieren.
Dieses neuroendokrine System hält die Hormone durch komplexe Signalwege und Rückkopplungsschleifen im Gleichgewicht. Sehen wir uns zunächst seine wichtigsten Bestandteile an:
Die HPA-Achse reguliert den Hormonhaushalt über eine Reihe komplexer Signal- und Rückkopplungswege. Zunächst lässt sie sich anatomisch in einige Hauptbestandteile gliedern:
1. Der Nucleus paraventricularis (PVN) des Hypothalamus: an der Basis des Gehirns unterhalb des dritten Ventrikels, mit einer direkten Nervenverbindung zur Hypophyse.
2. Der Hypophysenvorderlappen: unterhalb des Hypothalamus, reguliert durch dessen Releasing-Hormone, die über das Hypophysen-Pfortadersystem transportiert werden.
3. Die Nebennierenrinde: oberhalb der Nieren im retroperitonealen Raum gelegen und in drei Zonen gegliedert, die Steroidhormone bilden.
Der Nucleus paraventricularis des Hypothalamus liegt an der Basis des Gehirns, unterhalb des dritten Ventrikels, und ist direkt mit der Hypophyse verbunden.
Der Hypophysenvorderlappen liegt unterhalb des Gehirns und wird unmittelbar vom Hypothalamus gesteuert.
Die Nebennierenrinde liegt oberhalb der Nieren im retroperitonealen Raum.
Zwischen diesen drei Regionen verlaufen zwei grundlegende Regulationswege: der CRH- und der ACTH-Signalweg.
Die Signale zwischen diesen drei Regionen lassen sich grob in den CRH- und den ACTH-Signalweg einteilen.
Vereinfacht sieht der Ablauf so aus:
Stress → Hypothalamus (CRH) → Hypophyse (ACTH) → Nebennieren (Cortisol) → hemmende Rückkopplung.
Bei Stress beginnt der CRH-Signalweg im Nucleus paraventricularis des Hypothalamus. Dort wird CRH, das Corticotropin-Releasing-Hormon, freigesetzt. Es erreicht den Hypophysenvorderlappen und regt die Ausschüttung von ACTH, dem adrenocorticotropen Hormon, an. ACTH gelangt über das Blut zu den Nebennieren und fördert dort die Bildung und Freisetzung von Cortisol. Cortisol hemmt anschließend über negative Rückkopplung die Ausschüttung von CRH und ACTH und stabilisiert so den Hormonhaushalt.
Die HPA-Achse ist also ein zentrales Stressreaktionssystem. Sie löst körperliche Anpassungen aus, die wiederum Stimmung und Verhalten beeinflussen.
Einfach gesagt: Die HPA-Achse gehört zu den wichtigsten Mechanismen unserer Stressantwort. Ihre Aktivität verändert Gefühle und Verhalten.
Schema des Signalwegs:
Wie wirkt sich das auf den Körper aus? Ein Teil der Antwort sind die Zytokine. Sie ermöglichen Kommunikation in beide Richtungen und übermitteln Entzündungssignale über den Vagusnerv.
Wie entstehen daraus körperliche Wirkungen? Dazu müssen wir die wechselseitige Kommunikation der Zytokine verstehen. Sie übermitteln Entzündungssignale über den Vagusnerv. Als chemische Botenstoffe wirken sie auf das Gehirn und lösen „Krankheitsverhalten“ aus.
Wie bereits erwähnt, ist Cortisol das wichtigste Produkt der HPA-Achse. Es wirkt über Glukokortikoidrezeptoren (GR), sowohl durch Veränderungen der Genaktivität als auch über andere Mechanismen. Dabei hemmt es direkt entzündungsfördernde Zytokine wie IL-1β, IL-6 und TNFα und fördert entzündungshemmende Zytokine wie IL-10 und TGFβ.
Das wichtigste Produkt der HPA-Achse ist, wie gesagt, Cortisol. Über genomische und nichtgenomische Wirkungen, die Glukokortikoidrezeptoren (GR) vermitteln, hemmt es unmittelbar entzündungsfördernde Zytokine wie IL-1β, IL-6 und TNFα und unterstützt entzündungshemmende Zytokine wie IL-10 und TGFβ.
Bei einer Entzündung veranlassen Entzündungsmediatoren Endothelzellen dazu, Adhäsionsmoleküle zu exprimieren (z. B. IL-1β, IL-6, TNF-α). Dadurch wird der Durchtritt von Zytokinen durch die Blut-Hirn-Schranke (BBB) erleichtert. An den Endigungen des Vagusnervs erkennen IL-1-Rezeptoren diese Zytokine. Das Signal gelangt zum Nucleus tractus solitarii (NTS), der den PVN und die HPA-Achse aktiviert. Das anschließend gebildete Cortisol dämpft die Immunreaktion und schließt die negative Rückkopplungsschleife. So wird die wechselseitige Natur dieses Vorgangs sichtbar, der schließlich verschiedene Organsysteme beeinflusst.
Bei Entzündungen werden Endothelzellen zur Expression von Zelladhäsionsmolekülen (CAM) angeregt. Das erleichtert Zytokinen den Durchtritt durch die Blut-Hirn-Schranke (BBB); über Endigungen des Vagusnervs erreichen sie IL-1-Rezeptoren.
Nach der Erkennung des Zytokinsignals wird die Information an den Nucleus tractus solitarii (NTS) weitergegeben. Er aktiviert den Nucleus paraventricularis (PVN) und die HPA-Achse. Deren Cortisol hemmt wiederum die Immunreaktion: eine negative Rückkopplung. Auch Neurotransmitter wie Noradrenalin und Acetylcholin regulieren die Zytokinproduktion. Der Vorgang verläuft also in beide Richtungen und wirkt sich auf die verschiedenen Organe aus.
Eine Abbildung macht diese Verbindungen übersichtlicher:
Klingt das kompliziert? Die folgende Grafik zeigt die Beziehungen zwischen HPA-Achse, Immunsystem und anderen Körpersystemen. Damit lassen sich die Wege leichter nachvollziehen.
Neben den aktivierenden Wegen der HPA-Achse müssen wir betrachten, was geschieht, wenn ihre negative Rückkopplung gestört ist. Zahlreiche Befunde verbinden eine HPA-Dysfunktion mit Erkrankungen wie Depression und Angststörungen.
Neben den aktivierenden Regelkreisen der HPA-Achse verdienen auch Störungen der negativen Rückkopplung Aufmerksamkeit. Studien zeigen enge Zusammenhänge zwischen HPA-Dysfunktion und psychischen Erkrankungen wie Depression und Angststörungen.
Was ist Cortisol?
Wir sprechen ständig von Cortisol, einem Produkt der HPA-Achse. Was ist das eigentlich?
Cortisol ist ein Stresshormon. Ein Ungleichgewicht der HPA-Achse stört deshalb die Cortisolausschüttung. Hohe Cortisolwerte schwächen die Funktion von Immunzellen wie T-Zellen und vermindern die Abwehrkräfte. Anders gesagt: Cortisol bildet eine negative Rückkopplung, die sowohl HPA-Aktivität als auch Entzündung dämpft.
Cortisol ist ein Stresshormon. Eine gestörte HPA-Achse bringt deshalb die Cortisolausschüttung aus dem Gleichgewicht. Hohe Werte schwächen Immunzellen wie T-Zellen und damit die Abwehr. Cortisol erzeugt eine negative Rückkopplung, die HPA-Aktivität und Entzündung dämpft. Eine wesentliche Folge chronischen Stresses in frühen Lebensphasen ist die Fehlregulation der HPA-Achse während der Entwicklung des neuroendokrinen Systems. Ein anhaltendes Cortisolungleichgewicht kann körperliche Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis auslösen oder verschlimmern.
Obwohl Gehirn und Immunsystem räumlich getrennt sind, verbinden Zytokine sie als chemische Botenstoffe. Sie sind sowohl für die angeborene als auch für die erworbene Immunabwehr entscheidend und helfen zu verstehen, wie diese Hormone auf unseren Körper wirken.
Obwohl Gehirn und Immunsystem räumlich getrennt sind, verbinden Zytokine sie als chemische Botenstoffe und regulieren angeborene wie erworbene Immunität. So lässt sich verstehen, weshalb diese Hormone den Körper beeinflussen. Bei einer Bedrohung produziert das Immunsystem entzündungsfördernde Zytokine, um ihr entgegenzuwirken. Diese wirken zugleich direkt auf das Gehirn und können Appetitlosigkeit, Müdigkeit, sozialen Rückzug und gedrückte Stimmung verursachen. Damit sind wir wieder bei den Erfahrungen vom Anfang: Angst kann mit Herzrasen, Erschöpfung, wenig Appetit und sogar Hautproblemen einhergehen.
Die HPA-Achse wirkt an vielen Körperfunktionen mit. Diese Grafik zeigt, wie sie durch die Regulation von Neurotransmittern und Immunreaktionen die Veränderungsfähigkeit des Gehirns – die Neuroplastizität – beeinflusst.
Die HPA-Achse spielt also bei vielen physiologischen Funktionen eine Rolle. Die Grafik zeigt genauer, wie sie über Neurotransmitter und Immunreaktionen die Neuroplastizität beeinflusst und dadurch eine Reihe körperlicher und psychischer Veränderungen hervorruft.
Ungewöhnliche Veränderungen im Nervensystem können an vielen Stellen des Körpers Probleme auslösen. Dazu die folgende Abbildung:
Ungewöhnliche Veränderungen des Nervensystems können im ganzen Körper unterschiedliche Probleme hervorrufen. Schaut euch die folgende Abbildung an:
In den USA leiden mehr als 50 % der Menschen an chronischen Erkrankungen, die mit einer HPA-Dysfunktion zusammenhängen. Diese Zustände tragen auch zu den zugrunde liegenden Prozessen von Depression, Verhaltensstörungen und posttraumatischen Stresssymptomen bei Erwachsenen und Kindern bei.
In den USA haben mehr als 50 % der Menschen chronische Erkrankungen, die mit HPA-Dysfunktion verbunden sind, etwa niedrige Testosteronwerte, ein Östrogenungleichgewicht, metabolisches Syndrom oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Diese Zustände wirken auch an der Pathophysiologie von Depression, Verhaltensdysregulation und posttraumatischen Stresssymptomen bei Erwachsenen und Kindern mit.
Betrachten wir Zytokinstürme und neuroimmunologische Fehlregulation kurz anhand zweier Krankheitsbilder:
Um die bisherigen Zusammenhänge greifbarer zu machen, schauen wir uns Zytokinstürme und neuroimmunologische Fehlregulation bei zwei Erkrankungen an:
1. Depression: Betroffene haben erhöhte Serumwerte von IL-6 und TNFα sowie weniger Glukokortikoidrezeptoren im Hippocampus. Dadurch versagt die negative Rückkopplung der HPA-Achse.
1. Depression: Erhöhte Serumwerte von IL-6 und TNFα treten zusammen mit einer Herunterregulation der Glukokortikoidrezeptoren im Hippocampus auf, sodass die negative Rückkopplung der HPA-Achse ausfällt.
2. Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS): Entzündungsfördernde Faktoren verstärken Angsterinnerungen, indem sie die Aktivität der Amygdala erhöhen, während die hemmende Funktion des präfrontalen Cortex nachlässt.
2. Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS): Entzündungsfördernde Faktoren verstärken durch erhöhte Amygdala-Aktivität die Angsterinnerungen und beeinträchtigen zugleich die Hemmfunktion des präfrontalen Cortex.
Eine stabile Cortisolausschüttung ist deshalb für das psychische und körperliche Wohlbefinden wichtig.
Die Cortisolausschüttung „stabil“ zu halten, ist somit ein wesentlicher Punkt für unsere psychische und körperliche Gesundheit.
Stressreaktionen lassen sich nicht vollständig vermeiden. Deshalb nun etwas Praktisches: einige Möglichkeiten, diese Beschwerden zu lindern.
Jetzt wird es praktisch. Stressreaktionen sind nicht ganz vermeidbar – ob Prüfungsangst, Schwankungen von Östrogen und Progesteron während des Menstruationszyklus oder Veränderungen von Neurotransmittern wie Serotonin. Ihre Folgen können wir aber auf verschiedene Weise abmildern:
1. Weniger Koffein konsumieren. Koffein verstärkt die Wirkung von Noradrenalin und Dopamin. Nach dem Konsum können sich Cortisol- und Adrenalinwerte verdoppeln.
2. Gesund leben und täglich Ausdauerbewegung einplanen – auch wenn es nur eine halbe Stunde ist.
3. Wenn ihr bemerkt, dass es euch psychisch nicht gut geht, sucht rechtzeitig Hilfe bei einem Arzt oder einer Lehrkraft.
1. Weniger Koffein konsumieren. Es verstärkt die Wirkung von Noradrenalin und Dopamin und blockiert Adenosinrezeptoren. Dadurch kann es den Schlafrhythmus stören und das Einschlafen erschweren. Langfristig können chronische Müdigkeit und kognitive Einschränkungen folgen; abruptes Absetzen kann Kopfschmerzen, Erschöpfung und Konzentrationsprobleme auslösen. Cortisol- und Adrenalinwerte können sich nach Koffein verdoppeln, und kurzfristige Wirkungen bleiben auch bei Gewöhnung bestehen.
2. Einen gesunden Lebensstil pflegen und jeden Tag Ausdauerbewegung einbauen, selbst wenn es nur eine halbe Stunde ist.
3. Wenn ihr bemerkt, dass es euch psychisch nicht gut geht, sucht rechtzeitig Hilfe bei einem Arzt oder einer Lehrkraft.
Literatur:
1. On the Neuroendocrinopathy of Critical Illness: Perspectives for Feeding and Novel Treatments
https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/551706/3/post_AJRCCM_Mar_2016_Van_den_Berghe.pdf
2. The Regulatory Response of the Hypothalamus-Pituitary-Adrenal Cortex Stress Response
https://europepmc.org/articles/pmc4074672?pdf=render
3. Receptor Signaling in Stress and Depression
https://www.mdpi.com/1422-0067/20/11/2778/pdf
4. Research on the Mechanism of Stress on Immune Function: https://m.yisbei.com/literature/detail/id/9635.html