Die zentrale Rolle des Gehirns für den Umgang mit Stress

• auf Homöostase zielender dynamischer Regulationsprozess, der durch aktive Anpassungsprozesse während der Exposition phys. & beh. Stressoren abläuft
• Systeme, die dieses System beeinflussen: HPA-Achse, Darm, Nieren, Immunsystem
• allostatische Systeme sollen schnell mobilisiert & zurückgebildet werden können (sonst gesundheitsgefährdend)
• Antizipation wichtig: verhindert bspw. dass wir morgens beim Aufstehen ohnmächtig werden, sorgt für psych. Zustände (Angst, Sorge) - kann Output von allost. Biomediatoren regulieren 
• Antizipation kann auch zu allostatischem Load führen

• Auswirkungen allost. Regulationsprozesse auf Körper und Gehirn im Sinne von Gesundheitsbeeinträchtigungen (die "Kosten" der Aufrechterhaltung der Homöostase)
• einige physiologische Parameter relativ stabil: Blutsauerstoff, ph-Wert
• einige weite Bandbreite an Aktivität: kardiovaskuläres System, Stoffwechsel, Immunsystem, zentralnervöses System 
• 4 Arten von physiologischen Reaktionsmustern, die zu allost. Load führen/ ihn wiederspiegeln:
  1. Häufigkeit & Intensität der Reaktion auf Stressoren (Bsp. Bluthochdruckspitzen)
  2. Fehlgeschlagene Habituation an Wiederholungen eines Stressors (-> erhöhte Cortisolausschüttung)
  3. fehlgeschlagene Beendigung von adaptiven autonomen und neuroendokrinen Reaktionen (Bsp. dauerhaft erhöhtes Glucocorticoid -> Veränderungen der Dendriten & neuronalen Zelltod)
  4. Fehlgeschlagene adäquate Reaktion auf Herausforderungen (Cytocin-Level erhöht -> Autoimmunerkankungen, Entzündungen)

• strukturelle und funktionelle Plastizität von Hippocampus, Amygdala und präfontalem Kortex beeinflusst 

• Muster von Emotionsausdruck & -regulation 
• Stressreaktivität, -erholung, -bewältigung
• Alterungsrate 

nein, sind sie nicht

-> Erholung, Präventionsstrategien, pharmakologische Strategien, verändertes Gesundheitsverhalten 

• Stoffwechselstörungen und abdominale Adipositas 
• Beeinträchtigungen des Immunsystems 
• mögliche Verbindung von SES und Gesundheit über stressbezogene Prozesse 

Amygdala:

• Gedächtnissystem für angsterregende und emotionsauslösende Erinnerungen 
• Teil des limb. Systems 
• reguliert HPA-Achse, meist exzitatorisch 

Hippocampus:

• Teil des limb. Systems
• reguliert HPA-Achse, meist inhibitorisch 
• Kontext, in dem diese Erinnerungen stattfinden & andere Aspekte des episodischen und deklarativen Gedächtnisses
• enthält Rezeptoren für adrenale Stereoide & Stoffwechselhormone 

medialer präfontaler Kortex:

• wichtige Rolle bei Beschränkung der HPA-Achse unter Stressbedingungen (Glucocorticoid-Implantate senken Reaktion der HPA-Achse auf Stress und reduzieren Insulin im Plasma)

Feedback-Funktion für das Gehirn bei Kontrolle der HPA-Achse (insbesondere bei Regionen außerhalb der Hippocampus und Hypothalamus)

Hippocampus - Tierstudien:

• chron. Stress -> morphologische Veränderung & Neuronen verändert 
• Neurogenese: bei Ratten 9000 neue Neuronen pro Tag -> bei akutem und chron. Stress supprimiert 
• chron. Stress -> Verkürzen & Vereinfachung von Dendriten, Verlust von "spine synapses"
• Veränderungen reversibel 
• Mediatoren u.a. Glucocorticoide, exzitatoriwsche "amino acid neurotransmitters" 
• Effekte bei Schädigung: epis., dekl., kontextueles und räumliches Gedächtnis beeinträchtigt, Aufnahme von Infos in neuen Situationen erschwertm, Regulation der HPA-Achse erschwert (Beendigung on Stressreaktionen -> dauerhaft erhöht - Hypothese der Glucocorticoid-Kaskade)

Hippocampus - Humanstudien:

Methoden meistens strukt. Neuroimages:

• schwer Depressive, PTBS, Cushing Disease = geringeres Volumen des Hippocampus 
• auch bei gesunden: Frauen nach Eintritt der Wechseljahre: höherer wahrgenommener Stress ->  weniger graue Substanz im Hippocampus & orbitalen präfontalen Kortex)
• 3 Jahre nach Terroranschlag World Trade Center: gesunde Erwachsene, die in der Nähe wohnten, reduzierte graue Substanz 
• Geburtsgewicht sagt Volumen im Erwachsenenalter voraus (insbesondere bei Frauen mit ungünstiger mütterlicher Pflege) 
• Träger der Methionin-Allelausprägung (Valine 66met BDNF Polymorphismus) -> weniger graue Substanz im H. & präf. Kortex
• Zwillingsstudien: geringeres Volumen könnte Vulnerabilität für PTBS voraussagen 
• periphere proinflammatorisches Cytocin (interleukin-6) könnten Mediatoren sein -> zentrale Ausschüttung von proinflammatorischem Cytocin im Gehirn -> Lernen & Gedächtnis durch Neurodegeneration und strukt. Veränderungen des H. beeinträchtigen
• im Plasma gemessene IL-6-Level kovariieren invers mit Volumen der grauen Substanz im H. (genaue Gründe unbekannt)
• auch bei Schlafunterbrechungen, Jet Lag und circadianen Störungen -> erhöhtes Plasmalevel an IL-6
• Studien zu Typ 2 Diabetes: reduziertes Volumen (größer bei Personen mit hohem "glycosylated" Hämoglobin 
• körperliche fitte Personen haben größeres Volumen als unfitte 

Methode functional neuroimaging:

• Aktivität bei akuten stressorbedingten Änderungen der HPA-Achse 

• stressinduzierte Veränderungen der strukt. Plastizität, die mit Aggression & Ärger verbunden sind 
• Rückbildung der Dendriten in H. führt zu dendritischem Neuronenwachstum in der basolateralen Amygdala -> amygdala-abhängige Konditionierung auf ungelernte Angst und Angskonditionierung werden verstärkt 

• Aktivität kovarriert mit phys. Paramtern assoziiert mit kardiovask. Krankheitsrisiken, stressbedingten Änderungen des Blutdrucks und tageszeitabhängigen Variationen in der Cortisol-Ausschüttung 
• größere Reaktivität auf soziale Reize führt zu höherem Level von präklinischer Arteriosklerose
• im funkt. Zusammenspiel mit präf. Kortex (ACC) wird Entstehung von psychopath. Ausprägungen von Stimmung und Angst vermutet 
• niedriger SES -> frühe Sensibilisierung mit erhöhter Reaktion auf soziale Bedrohung -> Dysregulation von Emotionsregulation & vermehrte biobehaviorale Stressreaktion, die das Krankheitsrisiko im Leben erhöhen 
• fmrt-Studie: wenn soz. Hierarchien als instabil wahrgenommen -> A. & mPFC aktiviert 

• Stress -> Rückbilung von Dendriten im mPFC aber auch zum Wachstum im orbitofrontalen Kortex 
• Kortex besitzt Rezeptoren für "adrenal steroid"
• Glucocorticoide spiele eine Rolle: Rückbildung von Dendriten im mPFC
• behaviorales Korrelat zur Rückbildung der Dendriten: Schädigung der Aufmerksamkeitslenkung bei Lernaufgaben, Exstinktion bei Angstkonditionierung 

• perigenualer anteriore cinguläre cortex (pACC) mit mehreren emotions- und stressbezogenen Prozesses verbunden 
• mediiert Unterschiede in kardiovask. Reaktivität auf Stress (mehr Aktivität -> höheres Blutdruck, A.mit involviert) 
• Studie USA (McArthur Scale of perceived social standing): Individuen mit niedrigem SES: reduzierte graue Masse im pACC
• in vivo Bildgebung: reduziertes ACC-Volumen assoziiert mit HPA-Achsen-Dysregulation 
• dorsal anterior cingulate cortex (dACC): mit Regulation der HPA-Achse verbunden 
• Aktivierung des dACC verbunden mit vermehrter Cortisol-Ausschüttung 

• körperliche Aktivität & soz. Intergation (zwei der wichtigsten)
• Bewegung:
  • erhöhte Ausschüttung von Neurothophin in Kortex und Hippocampus und erhöhte Neurogenese (höhere kogn. Flexibilität)
  • fmrt-Studie: verbesserte kogn. Leistung nach 6 monatigem Training 
  • ähnliche Studie: Zunahme an grauer Substanz im präf. & temporalen Kortex 
  • Zunahme von cerebralem Blutvolumen nach 3 monatigem Training 
• soziale Integration:
  • stehen in Verbindung mit Lebensdauer, kogn. Alterung, Demenzrisiko, kardiovask. Erkrankungen, Schlaganfallrisiko, Überlebenszeit von Herzerkankungen und Auftreten von Krebs 
  • soz. Unterstützung als Puffer bei aktuen und chron. Stressoren, eher kontextspezifisch und nicht wie SI generell protektiv für Gesundheit 
  • wenig bis gar nicht bekannt darüber wie SI das Gehirn beeinflusst
• pharmazeutische Intervention:
  • Probleme: jedes durch das Medikament angesprochene Teilsystem interagiert mit anderen Systemen 
  • Medikamente: Schlafmittel, Angstlöser, Betablocker, Antidepressiva
• Therapie:
  • KVT genau so effektiv wie mehrere Medikamte
  • langjährige Meditation führt zu erhöhtem kortikalten Volumen im right anterior insula und präf. Kortex 

Top down Effekte von politischen Maßnahmen

• Acheson Report UK, 1998: keine öffentlichen Maßnahmen ohne Berücksichtigung der Gesundheit aller Bürger
• Grundbildung, Wohnraumgestaltung, Besteuerung, Mindestlohn, berufliche Gesundheit, Umweltverschmutzung bzw. -verbesserung, Gemeindezentren für Sport
• "Experience corps": ältere Freiwillige werden zu Lehrassistenten für Kinder in benachbarten Schulen 

• wichtig für zukünftige Forschung: stressbedingte Veränderung der hippocampalen Strukturen und Funktionen und Zusammenhang mit SES 
• Wie wird das Gehirn verändert durch Therapie und Pharmazeutika?