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- HPA axis (3) (entfernen)
In jüngerer Zeit wurde in der neuroendokrinologischen Forschung das Phänomen eines Hypocortisolismus bei verschiedenen Störungen, die mit Stress assoziiert sind, beschrieben. Insbesondere bei der Posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD) wurde eine verringerte adrenale Aktivität berichtet. Aber auch bei Patienten mit verschiedenen körperlichen Beschwerden wurden ähnliche neuroendokrine Veränderungen gefunden. Dazu zählen unter anderem das Fibromyalgiesyndrom (FMS) und chronische Unterbauchbeschwerden (CUBB). Die Mechanismen, welche dem Hypocortisolismus zugrunde liegen, sind bislang sowohl für die PTSD als auch für stressabhängige körperliche Beschwerden nicht abschließend geklärt. Weiterhin besteht Unklarheit darüber, inwieweit eine Vergleichbarkeit dieser Mechanismen zwischen den verschiedenen Störungsbildern besteht. Die Entstehung und Aufrechterhaltung dieser Erkrankungen scheinen somit ein sehr komplexes Zusammenspiel verschiedener Faktoren darzustellen. Andererseits weisen die Überlappungen hinsichtlich symptomatologischer, psychologischer und endokrinologischer Variablen zwischen PTSD, FMS und CUBB auf die Existenz störungsübergreifender Subgruppen hin. In der vorliegenden Studie wurden psychologische und endokrinologische Auffälligkeiten bei PTSD, FMS und CUBB weiter untersucht. Vorrangiges Ziel war, zu überprüfen, inwieweit störungsübergreifende Subgruppen mit vergleichbaren psychoendokrinologischen Auffälligkeiten bestehen. Insgesamt wurden 59 Patientinnen mittels verschiedener endokrinologischer Tests untersucht und mit 30 gesunden Kontrollfrauen verglichen. Mit einer Clusteranalyse konnten drei unabhängige störungsübergreifende Subgruppen identifiziert werden, die sich hinsichtlich ihrer Reaktionen in den endokrinologischen Tests unterschieden. Es konnte somit gezeigt werden, dass es sich bei den untersuchten Störungsgruppen weder um eine Störungsfamilie mit identischen endokrinen Auffälligkeiten noch um isolierte, d.h. distinkte, von einander unabhängige Erkrankungen handelt. Vielmehr scheinen störungsübergreifende Subgruppen zu bestehen. Weitere Studien sollten die gefunden Muster replizieren und gegebenenfalls erweitern.
Interaction between the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis and the Circadian Clock System in Humans
(2017)
Rotation of the Earth creates day and night cycles of 24 h. The endogenous circadian clocks sense these light/dark rhythms and the master pacemaker situated in the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus entrains the physical activities according to this information. The circadian machinery is built from the transcriptional/translational feedback loops generating the oscillations in all nucleated cells of the body. In addition, unexpected environmental changes, called stressors, also challenge living systems. A response to these stimuli is provided immediately via the autonomic-nervous system and slowly via the hypothalamus"pituitary"adrenal (HPA) axis. When the HPA axis is activated, circulating glucocorticoids are elevated and regulate organ activities in order to maintain survival of the organism. Both the clock and the stress systems are essential for continuity and interact with each other to keep internal homeostasis. The physiological interactions between the HPA axis and the circadian clock system are mainly addressed in animal studies, which focus on the effects of stress and circadian disturbances on cardiovascular, psychiatric and metabolic disorders. Although these studies give opportunity to test in whole body, apply unwelcome techniques, control and manipulate the parameters at the high level, generalization of the results to humans is still a debate. On the other hand, studies established with cell lines cannot really reflect the conditions occurring in a living organism. Thus, human studies are absolutely necessary to investigate mechanisms involved in stress and circadian responses. The studies presented in this thesis were intended to determine the effects of cortisol as an end-product of the HPA axis on PERIOD (PER1, PER2 and PER3) transcripts as circadian clock genes in healthy humans. The expression levels of PERIOD genes were measured under baseline conditions and after stress in whole blood. The results demonstrated here have given better understanding of transcriptional programming regulated by pulsatile cortisol at standard conditions and short-term effects of cortisol increase on circadian clocks after acute stress. These findings also draw attention to inter-individual variations in stress response as well as non-circadian functions of PERIOD genes in the periphery, which need to be examined in details in the future.
Cortisol exhibits typical ultradian and circadian rhythm and disturbances in its secretory pattern have been described in stress-related pathology. The aim of this thesis was to dissect the underlying structure of cortisol pulsatility and to develop tools to investigate the effects of this pulsatility on immune cell trafficking and the responsiveness of the neuroendocrine system and GR target genes to stress. Deconvolution modeling was set up as a tool for investigation of the pulsatile secretion underlying the ultradian cortisol rhythm. This further allowed us to investigate the role of the single cortisol pulses on the immune cell trafficking and the role of induced cortisol pulses on the kinetics of expression of GR target genes. The development of these three tools, would allow to induce and investigate in future the significance of single cortisol pulses for health and disease.