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- Zentralnervensystem (2) (remove)
α2-adrenerge Rezeptoren sind entscheidende Strukturen für den Ablauf einer physiologischen Stressreaktion. Verschiedene Ursachen sind bekannt, welche die Funktionalität/Effektivität der vorwiegend inhibitorischen α2-adrenergen Wirkung einschränken. Darunter fallen frühe und lebenszeitliche Stressbelastung, genetische Faktoren sowie pharmakologische Einflüsse. Ziel der vorliegenden Dissertation war die Identifikation und Charakterisierung von kognitiven und zentralnervös gesteuerten kardiovaskulären Parametern, welche durch α2-adrenerge Rezeptoren in besonderem Maße beeinflusst werden. Weiterhin sollte anhand pharmakologischer Modelle eine Methode entwickelt werden, um diese Beeinflussbarkeit quantitativ zu beschreiben. In einem komplexen pharmakologischen Versuchsplan wurde die Aktivität der α2-adrenergen Rezeptoren durch jeweils fünf Dosisstufen Dexmedetomidin (α2-adrenerger Agonist) und Yohimbin (α2-adrenerger Antagonist) manipuliert. In einem placebokontrollierten einfach-blinden Design wurde die Konzentrations-Wirkungs-Beziehung bzw. die Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Medikation und kognitiven sowie zentralnervös gesteuerten kardiovaskulären Parametern ermittelt. Zudem wurden die Effekte von α2-adrenergem Agonismus und Antagonismus auf die akustische Startlereaktion sowie auf die Plasmakonzentration von Noradrenalin (NA) und DHPG erfasst. Mittels linearer pharmakodynamischer Modellierung sollte anschließend die maximale Spannweite der α2-adrenerg vermittelten Effekte vorhergesagt werden, um so Aussagen über die pharmakologische Beeinflussbarkeit der Rezeptoren treffen zu können. Es zeigten sich deutliche Effekte von α2-adrenergem Agonismus und Antagonismus auf einfache Reaktionszeiten und kardiovaskuläre Parameter. Insbesondere sympathisch vermittelte Funktionen waren durch die pharmakologische Manipulation beeinflusst, ebenso wie die Magnitude der Blinzelreaktion auf einen akustischen Schreckreiz. Die Substanzen hatten zudem deutliche Einflüsse auf die Plasmakonzentration von NA und DHPG. Der besondere Erfolg dieser Arbeit liegt in der systematischen Quantifizierung der pharmakologischen Beeinflussung zentralnervöser Parameter durch α2-adrenergen Agonismus und Antagonismus. Es konnte gezeigt werden, dass die pharmakodynamische Modellierbarkeit zentralnervöser Parameter Aufschluss über potenzielle Gruppen-unterschiede in der Funktionalität/Effektivität α2-adrenerger Mechanismen geben kann.
Fast and Slow Effects of Cortisol on Several Functions of the Central Nervous System in Humans
(2014)
Cortisol is one of the key substances released during stress to restore homeostasis. Our knowledge of the impact of this glucocorticoid on cognition and behavior in humans is, however, still limited. Two modes of action of cortisol are known, a rapid, nongenomic and a slow, genomic mode. Both mechanisms appear to be involved in mediating the various effects of stress on cognition. Here, three experiments are presented that investigated fast and slow effects of cortisol on several functions of the human brain. The first experiment investigated the interaction between insulin and slow, genomic cortisol effects on resting regional cerebral blood flow (rCBF) in 48 young men. A bilateral, locally distinct increase in rCBF in the insular cortex was observed 37 to 58 minutes after intranasal insulin admission. Cortisol did not influence rCBF, neither alone nor in interaction with insulin. This finding suggests that cortisol does not influence resting cerebral blood flow within a genomic timeframe. The second experiment examined fast cortisol effects on memory retrieval. 40 participants (20 of them female) learned associations between neutral male faces and social descriptions and were tested for recall one week later. Cortisol administered intravenously 8 minutes before retrieval influenced recall performance in an inverted U-shaped dose-response relationship. This study demonstrates a rapid, presumably nongenomic cortisol effect on memory retrieval in humans. The third experiment studied rapid cortisol effects on early multisensory integration. 24 male participants were tested twice in a focused cross-modal choice reaction time paradigm, once after cortisol and once after placebo infusion. Cortisol acutely enhanced the integration of visual targets and startling auditory distractors, when both stimuli appeared in the same sensory hemi-field. The rapidity of effect onset strongly suggests that cortisol changes multisensory integration by a nongenomic mechanism. The work presented in this thesis highlights the essential role of cortisol as a fast acting agent during the stress response. Both the second and the third experiment provide new evidence of nongenomic cortisol effects on human cognition and behavior. Future studies should continue to investigate the impact of rapid cortisol effects on the functioning of the human brain.