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.

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.

Die Effekte diverser Hormone auf das Sozialverhalten von Männern und Frauen sind nicht vollständig geklärt, da eine genaue Messung dieser, sowie eine Ableitung kausaler Zusammenhänge, die Forschung seither vor Herausforderungen stellt. Umso wichtiger sind Studien, welche versuchen für konfundierende Aspekte zu kontrollieren und die hormonellen oder endokrinen Effekte auf das Sozialverhalten und die soziale Kognition zu untersuchen. Während Studien bereits Effekte von akutem Stress auf Sozialverhalten zeigten, sind die zugrundeliegenden neurobiologischen Mechanismen nicht vollständig bekannt, da hierfür ein rein pharmakologischer Ansatz von Nöten wäre. Die wenigen Studien, die einen solchen wählten, zeigen konträre Befunde. Bisherige Untersuchungen mit psychosozialen Stressoren lassen jedoch prosoziale Tendenzen nach Stress sowohl für Männer als auch für Frauen vermuten. Darüber hinaus sind auch Untersuchungen zu weiblichen Geschlechtshormonen und ihrem Einfluss auf Sozialverhalten sowie die soziale Kognition bei Frauen besonders herausfordernd durch die hormonellen Schwankungen während des Menstruationszyklus oder auch Veränderungen durch die Einnahme oraler Kontrazeptiva. Studien die sowohl Zyklusphasen als auch die Effekte von oralen Kontrazeptiva untersuchten, deuten aber bereits auf Unterschiede zwischen den verschiedenen Phasen, sowie Frauen mit natürlichem Zyklus und Einnahme oraler Kontrazeptiva hin. Der theoretische Teil beschreibt die Grundlagen zur Stressreaktion des Menschen und die hormonellen Veränderungen weiblicher Geschlechtshormone. Folgend, soll ein Kapitel zur aktuellen Forschungslage zu Effekten von akutem Stress auf Sozialverhalten und die soziale Kognition einen Überblick über die bisherige Befundlage schaffen. Die erste empirische Studie, welche die Effekte von Hydrocortison auf das Sozialverhalten und die Emotionserkennung untersucht, soll anschließend in diese aktuelle Befundlage eingeordnet werden und zu der weniger erforschten Sparte der pharmakologischen Studien beitragen. Die zweite empirische Studie befasst sich folgend mit den Effekten weiblicher Geschlechtshormone auf Sozialverhalten und Empathie, genauer wie auch Zyklusphasen und orale Kontrazeptiva (über Hormone vermittelt) einen Einfluss bei Frauen nehmen. Abschließend sollen die Effekte von Stresshormonen bei Männern, und modulierende Eigenschaften weiblicher Geschlechtshormone, Zyklusphasen und oraler Kontrazeptiva bei Frauen, jeweils in Hinblick auf Sozialverhalten und die soziale Kognition diskutiert werden.

Studien zeigen, dass sowohl die genetische Prädisposition als auch Umweltfaktoren zu häufigen Erkrankungen - wie Schmerzerkrankungen oder psychiatrischen Störungen - beitragen. Molekulargenetische Studien legen nahe, dass ein Teil der Erblichkeit in häufigen genetischen Varianten zu finden ist. Die Untersuchung des Zusammenwirkens dieser Faktoren kann das Verständnis der Ätiologie dieser Erkrankungen erweitern, und neue Präventions- und Behandlungsansätze hervorbringen. In der vorliegenden Arbeit werden vier Studien präsentiert, in denen Umwelt- und genetische Risikofaktoren für psychische Erkrankungen und Schmerz untersucht wurden: In der ersten Studie (Kapitel II) wurden mögliche Wirkmechanismen von etablierten Risikofaktoren für psychiatrische Störungen " das Aufwachsen und Leben in städtischer Umgebung " mit bildgebenden Verfahren untersucht. Einen möglichen Mechanismus stellt der erhöhte soziale Stress in städtischer Umgebung dar. In dieser Studie unterliefen zwei Stichproben von gesunden Probanden zwei verschiedene soziale Stressparadigmen für die Anwendung im fMRT, wovon eines im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelt wurde (ScanSTRESS). Hierbei zeigte sich eine erhöhte Amygdalaaktivität bei Probanden, welche aktuell in der Stadt lebten, während die Aktivität des perigenualen anterioren Cingulums mit dem Aufwachsen in der Stadt assoziiert war. Diese Befunde legen nahe, dass die akute Stressverarbeitung durch Umweltfaktoren in sensiblen Phasen der Entwicklung des Nervensystems beeinflusst wird. In der zweiten Studie (Kapitel III), wurde die Modulierung des Einflusses der städtischen Umwelt auf die Stressverarbeitung durch eine Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP; rs324981) im Gen, welches für den Neuropeptid S (NPS) Rezeptor kodiert (NPSR1), untersucht. In einer Stichprobe, welche das ScanSTRESS-Paradigma absolvierte, konnte gezeigt werden, dass rs324981 " in Interaktion mit städtischem Aufwachsen " die Aktivität der rechten Amygdala beeinflusste. Diese Resultate legen nahe, dass das NPS-System in der menschlichen Stressreaktion involviert ist, und diese in Interaktion mit Umweltfaktoren beeinflusst. In der dritten Studie (Kapitel IV), wurde der Effekt der genetischen Variation von NPSR1 auf die zentralnervöse und endokrine Stressverarbeitung weitergehend untersucht. Da sowohl die Stressregulation, als auch psychiatrische Störungen stark geschlechtsspezifische Ausprägungen aufweisen, wurde die Interaktion von genetischer Variation in NPSR1 mit dem Geschlecht berücksichtigt. Hierfür wurde eine Stichprobe von 277 Probanden mit dem Trierer Sozialen Stresstest (TSST) und eine Stichprobe von 65 Probanden mit dem ScanSTRESS-Paradigma untersucht. Die Analyse zeigte die geschlechtsspezifische Assoziation einer Allel-Kombination (Haplotyp) von drei funktionalen SNPs (rs2530547, rs324981 und rs727162) mit der Cortisolantwort auf den TSST, und einen geschlechtsspezifischen Effekt von rs324981 auf die zentralnervösen Aktivierungsmuster. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Geschlecht die Effekte von genetischer Variation im NPS-System auf die Stressregulation moduliert. In der vierten Studie (Kapitel V), wurde der Einfluss der genetischen Prädisposition und Umweltfaktoren auf chronischen Schmerz nach einer Amputation untersucht. Hierfür wurde eine Studie an 122 Individuen durchgeführt, bei welchen zwei Gliedmaßen amputiert wurden. Das Auftreten und die Intensität von sowohl Phantom- als auch Stumpfschmerzen zeigten einen starken Zusammenhang mit der Ausprägung des selben Schmerztyps zwischen den beiden amputierten Körpergliedern, es waren aber nur moderate Zusammenhänge zwischen den beiden Schmerzarten zu beobachten. Dieses Ergebnis legt den Einfluss von sowohl spezifischen, als auch gemeinsamen (potentiell genetischen) Risikofaktoren für beide Schmerztypen nahe.

Memory consists of multiple anatomically and functionally distinct systems. Animal studies suggest that stress modulates multiple memory systems in a manner that favors nucleus caudatus-based stimulus-response learning at the expense of hippocampus-based spatial learning. The present work aimed (i) to translate these findings to humans, (ii) to determine the involvement of the stress hormone cortisol in this effect, and (iii) to assess whether the use of stimulus-response and spatial strategies is a long lasting person characteristic. To address these issues we developed a new paradigm that differentiates the use of spatial and stimulus-response learning in humans. Our findings indicate that (i) psychosocial stress (Trier Social Stress Test) modulates the use of spatial and stimulus-response learning in humans, (ii) cortisol plays a key role in this modulatory effect of stress, and (iii) the use of spatial and stimulus-response learning is affected by situational rather than long lasting person factors.