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Stressinduzierte Veränderungen gastrointestinaler Peptidhormone könnten eine biologische Grundlage für Überessen und einen Faktor bei der Entstehung von Adipositas darstellen. Darum wurden die Veränderungen der Plasmakonzentrationen von Ghrelin und Peptid YY (PYY) durch akuten Stress bei 85 adipösen und normalgewichtigen Frauen untersucht. Im Vergleich zu normalgewichtigen Frauen hatten adipöse Frauen eine geringere pre- als auch postprandiale Ghrelin-Sekretion. Darüber hinaus fiel auch der postprandiale Ghrelin-Abfall bei den adipösen Frauen geringer aus als bei der normalgewichtigen Vergleichsgruppe. Akuter Stress inhibierte die PYY-Sekretion in beiden Gruppen. Außerdem wurde der Effekt von akutem Stress auf das Essverhalten erfasst. Stress inhibierte die Nahrungsaufnahme in beiden Gruppen.
Erschöpfung ist ein prominentes, unspezifisches Symptom mit vielfältigen Begleitsymptomen (z. B. Schmerzen, Schlafstörungen, Reizbarkeit, Niedergeschlagenheit). Gängige Konzepte erschöpfungsbezogener Erkrankungen und Syndrome werden häufig in Bezug auf ihre Differenzierungskraft oder Struktur kritisiert. Die Ursachen für die Entstehung von Erschöpfung sind vielfältig und die Behandlung kann nur mit gründlicher Differentialdiagnostik erfolgen. Anhand adaptionsbezogener Stressmodelle kann die Entstehung von Erschöpfung beschrieben und in drei Formen eingeteilt werden (I: reversibel, II: prädispositioniert und III: emotional-dysregulativ). Poststress-Symptome (z. B. "Wochenend-Migräne", "UrlaubsInfekte") stellen möglicherweise eine Erschöpfungsform dar, welche durch eine zentrale Entleerung der Noradrenalin-Spiegel bedingt ist. In der vorliegenden Arbeit wurden die Verlässlichkeit der Neuropattern-Erschöpfungsskala, sowie der Zusammenhang von Erschöpfung, Stress, dem Langzeit-Gesundheitsstatus und Poststress-Symptomen geprüft. Hierzu wurden Daten ambulanter und stationärer Patienten und Mitarbeitern verwendet, die an einer randomisierten klinischen Studie zur Neuropattern-Diagnostik teilnahmen. Zusätzlich wurden Daten von gesunden Personen zur Erhebung einer Normstichprobe verwendet. Die Neuropattern-Erschöpfungsskala zeigte sich als reliables und valides Maß. Sie war Indikator für direkte, indirekte und intangible Gesundheitskosten (z. B. erhöhte Arzt-, Therapeutenbesuche, Medikamenteneinnahme und Arbeitsunfähigkeit, reduziertes psychisches und physisches Wohlbefinden). Es zeigte sich, dass sowohl Stress, als auch Erschöpfung den Gesundheitszustand über den Verlauf von zwölf Monaten vorhersagt. Bemerkenswert ist, dass der Zusammenhang zwischen Stress und dem Langzeit-Gesundheitszustand vornehmlich durch Erschöpfung vermittelt wurde. Schließlich wurde die Prävalenz von Poststress-Symptomen bei gesunden Personen (2.9%), ambulanten (20%) und stationären Patienten (34,7%) bestimmt. Auch hier war nicht Stress der stärkste Prädiktor für das Auftreten von Poststress-Symptomen, sondern Erschöpfung. Modelle der psychophysiologischen Stressreaktion können die Entstehung von Erschöpfung erklären und die Diagnostik und Behandlung stressbezogener Gesundheitsstörungen verbessern. Die vorgestellte Neuropattern-Erschöpfungsskala ist dabei ein verlässliches und für die Praxis gut geeignetes Instrument, welches zur Indikation und Validierung präventiver und therapeutischer Maßnahmen eingesetzt werden kann. Je nach Erschöpfungsform bieten sich verschiedene Maßnahmen des regenerativen, instrumentellen oder kognitiven Stressmanagements, Nahrungsergänzungsmittel und Pharmakotherapie an.
Pränatal, postnatal und aktuell auftretende chronische Stressbelastung sind bedeutsame Risikofaktoren für mentale und körperliche Beeinträchtigungen im Erwachsenenalter. Ziel dieser Dissertationsschrift ist es, den Einfluss von Stress im Lebenslauf (pränatale, postnatale, aktuelle Stressbelastung) auf verschiedene Erschöpfungsvariablen und Depressivität zu analysieren und mögliche Mediatoreffekte von aktuell auftretendem Stress auf Assoziationen zwischen pränatalem bzw. postnatalem Stress und Erschöpfung bzw. Depressivität zu bestimmen. Zur Prüfung dieser Fragestellung wurden Daten von chronisch gestressten Lehrpersonen (N = 186; 67,70% weiblich) ohne Diagnose für eine psychische Erkrankung sowie von Hausarzt- (N = 473; 59% weiblich) und Klinikpatienten (N = 284; 63,7% weiblich) mit mindestens einer stressbezogenen mentalen Gesundheitsstörung erhoben. Prä-postnataler Stress, subjektive Erschöpfung und Depressivität wurden in allen Stichproben erfasst, aktuelle Stressbelastung und Poststresssymptome in den Patientenstichproben. Zusätzlich wurden konzeptuelle Endophänotypen als psychobiologisches Erschöpfungsmaß in beiden Patientenstichproben sowie Übernachtaktivität des parasympathischen Nervensystems als Maß vagaler Erholung in der Hausarztstichprobe operationalisiert. Bei den Lehrpersonen wurde anhand univariater Varianzanalysen analysiert, ob Lehrkräfte mit frühkindlicher Belastung unterschiedliche Erschöpfungs- bzw. Depressionswerte aufwiesen im Vergleich zu Lehrkräften ohne frühkindliche Belastung. In den Patientenstichproben wurden multiple und binärlogistische Regressionsmodelle verwendet, um Assoziationen zwischen pränatalem, postnatalem sowie aktuellem Stress mit Erschöpfung, Depressivität, den konzeptuellen Endophänotypen der Neuropattern-Diagnostik sowie Übernachtaktivität des parasympathischen Nervensystems (nur bei Hausarztpatienten) zu prüfen. Mögliche Mediatoreffekte aktueller Stressbelastung auf Assoziationen zwischen pränatalem und postnatalem Stress mit Erschöpfung, Depressivität, der konzeptuellen Endophänotypen bzw. der Übernachtaktivität des parasympathischen Nervensystems (nur bei Hausarztpatienten) wurden bestimmt. Ad hoc wurde mittels zusätzlich ein möglicher Moderatoreffekt von pränatalem Stress auf die Assoziation zwischen aktuellem Stress und der Übernachtherzrate getestet. Pränataler Stress war bei sonst gesunden Lehrkräften mit einer stärker ausgeprägten Gratifikationskrise und höherer emotionaler Erschöpfung assoziiert. Postnataler Stress ging mit höheren Werten für Depressivität, Anstrengungs-Belohnungs-Ungleichgewicht, der MBI Gesamtskala, emotionaler Erschöpfung und vitaler Erschöpfung einher. Sowohl bei Hausarzt- als auch bei Klinikpatienten waren aktuelle psychosoziale Belastung und aktuelle Beeinträchtigung durch Lebensereignisse mit Depressivität, Erschöpfung und Poststress assoziiert. Bei Hausarztpatienten sagte aktuelle Stressbelastung eine erhöhte Odds Ratio der Noradrenalin-Hypoaktivität sowie Serotonin-Hyperreaktivität vorher; bei Klinikpatienten für Noradrenalin-Hypoaktivität. Des Weiteren zeigten Hausarztpatienten mit starker psychosozialer Belastung erhöhte parasympathische Aktivität über Nacht. Bei Hausarztpatienten ist hoher pränataler Stress assoziiert mit wahrgenommener psychosozialer Belastung, aktuellen Lebensereignissen und Poststresssymptomen. Pränataler Stress ging mit einer verringerten vagalen Aktivität einher. Weiter ist postnataler Stress assoziiert mit Depressivität, wahrgenommener psychosozialer Belastung, aktuellen Lebensereignissen, Erschöpfung und Poststresssymptomen sowie einem erhöhten Odds Ratio für die Noradrenalin-Hypoaktivität sowie mit CRH-Hyperaktivität. Die Assoziationen zwischen pränatalem bzw. postnatalem Stress und Poststress, Erschöpfung, Depressivität und Noradrenalin-Hypoaktivität wurden signifikant durch aktuelle Stressbelastung mediiert. Die Assoziation zwischen aktuellem Stress und parasympathischer Aktivität über Nacht wurde durch pränatalen Stress moderiert: Bei geringer bis mittlerer nicht aber bei hoher pränataler Belastung ging eine hohe psychosoziale Belastung mit erhöhter Übernachtaktivität des parasympathischen Nervensystems einher. Bei Klinikpatienten zeigten sich keine signifikanten Zusammenhänge zwischen pränatalem bzw. postnatalem Stress und Erschöpfung bzw. Depressivität. Pränataler Stress kann trophotrope Funktionen beeinträchtigen und damit die Vulnerabilität für Erschöpfung und Depressivität erhöhen. Fortgesetzte postnatale und aktuelle Stressbelastung erhöhen den kumulativen Stress im Lebenslauf einer Person und tragen zu psychobiologischen Dysfunktionen sowie Erschöpfung und Depressivität bei.
Early life adversity (ELA) is associated with a higher risk for diseases in adulthood. Changes in the immune system have been proposed to underlie this association. Although higher levels of inflammation and immunosenescence have been reported, data on cell-specific immune effects are largely absent. In addition, stress systems and health behaviors are altered in ELA, which may contribute to the generation of the "ELA immune phenotype". In this thesis, we have investigated the ELA immune phenotype on a cellular level and whether this is an indirect consequence of changes in behavior or stress reactivity. To address these questions the EpiPath cohort was established, consisting of 115 young adults with or without ELA. ELA participants had experienced separation from their parents in early childhood and were subsequently adopted, which is a standard model for ELA, whereas control participants grew up with their biological parents. At a first visit, blood samples were taken for analysis of epigenetic markers and immune parameters. A selection of the cohort underwent a standardized laboratory stress test (SLST). Endocrine, immune, and cardiovascular parameters were assessed at several time points before and after stress. At a second visit, participants underwent structural clinical interviews and filled out psychological questionnaires. We observed a higher number of activated T cells in ELA, measured by HLA-DR and CD25 expression. Neither cortisol levels nor health-risk behaviors explained the observed group differences. Besides a trend towards higher numbers of CCR4+CXCR3-CCR6+ CD4 T cells in ELA, relative numbers of immune cell subsets in circulation were similar between groups. No difference was observed in telomere length or in methylation levels of age-related CpGs in whole blood. However, we found a higher expression of senescence markers (CD57) on T cells in ELA. In addition, these cells had an increased cytolytic potential. A mediation analysis demonstrated that cytomegalovirus infection " an important driving force of immunosenescence " largely accounted for elevated CD57 expression. The psychological investigations revealed that after adoption, family conditions appeared to have been similar to the controls. However, PhD thesis MMC Elwenspoek 18 ELA participants scored higher on a depression index, chronic stress, and lower on self-esteem. Psychological, endocrine, and cardiovascular parameters significantly responded to the SLST, but were largely similar between the two groups. Only in a smaller subset of groups matched for gender, BMI, and age, the cortisol response seemed to be blunted in ELA participants. Although we found small differences in the methylation level of the GR promoter, GR sensitivity and mRNA expression levels GR as well as expression of the GR target genes FKBP5 and GILZ were similar between groups. Taken together, our data suggest an elevated state of immune activation in ELA, in which particularly T cells are affected. Furthermore, we found higher levels of T cells immunosenescence in ELA. Our data suggest that ELA may increase the risk of cytomegalovirus infection in early childhood, thereby mediating the effect of ELA on T cell specific immunosenescence. Importantly, we found no evidence of HPA dysregulation in participants exposed to ELA in the EpiPath cohort. Thus, the observed immune phenotype does not seem to be secondary to alterations in the stress system or health-risk behaviors, but rather a primary effect of early life programming on immune cells. Longitudinal studies will be necessary to further dissect cause from effect in the development of the ELA immune phenotype.
Hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis-related genetic variants influence the stress response
(2019)
The physiological stress system includes the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and the sympathetic-adrenal-medullary system (SAM). Parameters representing these systems such as cortisol, blood pressure or heart rate define the physiological reaction in response to a stressor. The main objective of the studies described in this thesis was to understand the role of the HPA-related genetic factors in these two systems. Genetic factors represent one of the components causing individual variations in physiological stress parameters. Five genes involved in the functioning of the HPA axis regarding stress responses are examined in this thesis. They are: corticotropin-releasing hormone (CRH), the glucocorticoid receptor (GR), the mineralocorticoid receptor (MR), the 5-hydroxytryptamine-transporter-linked polymorphic region (5-HTTLPR) in the serotonin transporter (5-HTT) and the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene. Two hundred thirty-two healthy participants were genotyped. The influence of genetic factors on physiological parameters, such as post-awakening cortisol and blood pressure was assessed, as well as the influence of genetic factors on stress reactivity in response to a socially evaluated cold pressor test (SeCPT). Three studies tested the HPA-related genes each on three different levels. The first study examined the influences of genotypes and haplotypes of these five genes on physiological as well as psychological stress indicators (Chapter 2). The second study examined the effects of GR variants (genotypes and haplotypes) and promoter methylation level on both the SAM system and the HPA axis stress reactivity (Chapter 3). The third study comprised the characterization of CRH promoter haplotypes in an in-vitro study and the association of the CRH promoter with stress indicators in vivo (Chapter 4).