Psychologie
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Background
Identifying pain-related response patterns and understanding functional mechanisms of symptom formation and recovery are important for improving treatment.
Objectives
We aimed to replicate pain-related avoidance-endurance response patterns associated with the Fear-Avoidance Model, and its extension, the Avoidance-Endurance Model, and examined their differences in secondary measures of stress, action control (i.e., dispositional action vs. state orientation), coping, and health.
Methods
Latent profile analysis (LPA) was conducted on self-report data from 536 patients with chronic non-specific low back pain at the beginning of an inpatient rehabilitation program. Measures of stress (i.e., pain, life stress) and action control were analyzed as covariates regarding their influence on the formation of different pain response profiles. Measures of coping and health were examined as dependent variables.
Results
Partially in line with our assumptions, we found three pain response profiles of distress-avoidance, eustress-endurance, and low-endurance responses that are depending on the level of perceived stress and action control. Distress-avoidance responders emerged as the most burdened, dysfunctional patient group concerning measures of stress, action control, maladaptive coping, and health. Eustress-endurance responders showed one of the highest levels of action versus state orientation, as well as the highest levels of adaptive coping and physical activity. Low-endurance responders reported lower levels of stress as well as equal levels of action versus state orientation, maladaptive coping, and health compared to eustress-endurance responders; however, equally low levels of adaptive coping and physical activity compared to distress-avoidance responders.
Conclusions
Apart from the partially supported assumptions of the Fear-Avoidance and Avoidance-Endurance Model, perceived stress and dispositional action versus state orientation may play a crucial role in the formation of pain-related avoidance-endurance response patterns that vary in degree of adaptiveness. Results suggest tailoring interventions based on behavioral and functional analysis of pain responses in order to more effectively improve patients quality of life.
Acute social and physical stress interact to influence social behavior: the role of social anxiety
(2018)
Stress is proven to have detrimental effects on physical and mental health. Due to different tasks and study designs, the direct consequences of acute stress have been found to be wide-reaching: while some studies report prosocial effects, others report increases in antisocial behavior, still others report no effect. To control for specific effects of different stressors and to consider the role of social anxiety in stress-related social behavior, we investigated the effects of social versus physical stress on behavior in male participants possessing different levels of social anxiety. In a randomized, controlled two by two design we investigated the impact of social and physical stress on behavior in healthy young men. We found significant influences on various subjective increases in stress by physical and social stress, but no interaction effect. Cortisol was significantly increased by physical stress, and the heart rate was modulated by physical and social stress as well as their combination. Social anxiety modulated the subjective stress response but not the cortisol or heart rate response. With respect to behavior, our results show that social and physical stress interacted to modulate trust, trustworthiness, and sharing. While social stress and physical stress alone reduced prosocial behavior, a combination of the two stressor modalities could restore prosociality. Social stress alone reduced nonsocial risk behavior regardless of physical stress. Social anxiety was associated with higher subjective stress responses and higher levels of trust. As a consequence, future studies will need to investigate further various stressors and clarify their effects on social behavior in health and social anxiety disorders.
Background and rationale: Changing working conditions demand adaptation, resulting in higher stress levels in employees. In consequence, decreased productivity, increasing rates of sick leave, and cases of early retirement result in higher direct, indirect, and intangible costs. Aims of the Research Project: The aim of the study was to test the usefulness of a novel translational diagnostic tool, Neuropattern, for early detection, prevention, and personalized treatment of stress-related disorders. The trial was designed as a pilot study with a wait list control group. Materials and Methods: In this study, 70 employees of the Forestry Department Rhineland-Palatinate, Germany, were enrolled. Subjects were block-randomized according to the functional group of their career field, and either underwent Neuropattern diagnostics immediately, or after a waiting period of three months. After the diagnostic assessment, their physicians received the Neuropattern Medical Report, including the diagnostic results and treatment recommendations. Participants were informed by the Neuropattern Patient Report, and were eligible to an individualized Neuropattern Online Counseling account. Results: The application of Neuropattern diagnostics significantly improved mental health and health-related behavior, reduced perceived stress, emotional exhaustion, overcommitment and possibly, presenteeism. Additionally, Neuropattern sensitively detected functional changes in stress physiology at an early stage, thus allowing timely personalized interventions to prevent and treat stress pathology. Conclusion: The present study encouraged the application of Neuropattern diagnostics to early intervention in non-clinical populations. However, further research is required to determine the best operating conditions.
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.
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.
Phase-amplitude cross-frequency coupling is a mechanism thought to facilitate communication between neuronal ensembles. The mechanism could underlie the implementation of complex cognitive processes, like executive functions, in the brain. This thesis contributes to answering the question, whether phase-amplitude cross-frequency coupling - assessed via electroencephalography (EEG) - is a mechanism by which executive functioning is implemented in the brain and whether an assumed performance effect of stress on executive functioning is reflected in phase-amplitude coupling strength. A huge body of studies shows that stress can influence executive functioning, in essence having detrimental effects. In two independent studies, each being comprised of two core executive function tasks (flexibility and behavioural inhibition as well as cognitive inhibition and working memory), beta-gamma phase-amplitude coupling was robustly detected in the left and right prefrontal hemispheres. No systematic pattern of coupling strength modulation by either task demands or acute stress was detected. Beta-gamma coupling might also be present in more basic attention processes. This is the first investigation of the relationship between stress, executive functions and phase-amplitude coupling. Therefore, many aspects have not been explored yet. For example, studying phase precision instead of coupling strength as an indicator for phase-amplitude coupling modulations. Furthermore, data was analysed in source space (independent component analysis); comparability to sensor space has still to be determined. These as well as other aspects should be investigated, due to the promising finding of very robust and strong beta-gamma coupling for all executive functions. Additionally, this thesis tested the performance of two widely used phase-amplitude coupling measures (mean vector length and modulation index). Both measures are specific and sensitive to coupling strength and coupling width. The simulation study also drew attention to several confounding factors, which influence phase-amplitude coupling measures (e. g. data length, multimodality).
Ausgehend von einem multifaktoriellen biopsychosozialen Modell zur Entstehung und Aufrechterhaltung primärer Kopfschmerzen bei Kindern und Jugendlichen wurden n= 170 Mädchen im Alter von 12-17 Jahren hinsichtlich verschiedener stressbezogener Determinanten untersucht. Es wurde davon ausgegangen, dass sich Mädchen mit wiederkehrenden Kopfschmerzen sowohl in einem kontrollierten, messwiederholten Laborexperiment hinsichtlich ihrer physiologischen Reaktionen (Muskelspannung, Cortisolausschüttung) auf akuten Stress hin wie auch in der Cortisolaufwachreaktion im häuslichen Setting von einer gesunden Kontrollgruppe unterscheiden. Diese Annahmen konnten nach statistischer Auswertung der Studienergebnisse unter Kontrolle der familiären Schmerzbelastung und psychischen Stressbelastung jedoch nicht bestätigt werden. Somit kann nicht von einer dysregulierten Aktivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse ausgegangen werden, die eine zentrale Rolle in der biologischen Stressantwort spielt und auch die Schmerzverarbeitung mit beeinflusst. Ebenso wenig liegt bei Mädchen mit Kopfschmerzen eine erhöhte basale oder stressbedingte Muskelspannung im Kopf- und Schulterbereich vor. Lediglich auf subjektiver Ebene deutete sich ein tendenziell höheres Empfinden von Anspannung in Ruhephasen an. Auf psychologischer Ebene hingegen zeigte sich erwartungskonform eine höhere Stress-vulnerabilität bei den Mädchen mit Kopfschmerzen. Außerdem wurde bei ihnen der vermehrte Einsatz emotionsregulierender Stressbewältigungsstrategien, wie Ruhe und Entspannung, aber auch destruktiv-ärgerbezogenes Verhalten und Denken, bezogen auf soziale und leistungsbezogene Stresssituationen beobachtet. Auch unterschieden sie sich hinsichtlich der familiären Schmerzbelastung, körperlichen und psychischen Stress-symptomatik und Depressivität sowie Ängstlichkeit von der Kontrollgruppe. Sie zeigten durchweg höhere Ausprägungen auf diesen Variablen, die sich als signifikante Prädiktoren für Kopfschmerzen herausstellten. Die Verknüpfung von physiologischen Reaktionsmaßen mit der Stressverarbeitung zeigte, dass die Nutzung von konstruktiv-palliativer Emotionsregulation umso stärker ist, je höher der stressbedingte Anstieg der Cortisolausschüttung und der Muskelaktivität in der Frontalisregion ausfällt. Je stärker also die körperliche Reaktion auf Stress, umso mehr versuchen jugendliche Mädchen sich zu entspannen und auszuruhen.
The last decades of stress research have yielded substantial advancements highlighting the importance of the phenomenon for basic psychological functions as well as physical health and well-being. Progress in stress research heavily relies on the availability of suitable and well validated laboratory stressors. Appropriate laboratory stressors need to be able to reliably provoke a response in the relevant parameters and be applicable in different research settings or experimental designs. This thesis focuses on the Cold Pressor Test (CPT) as a stress induction technique. Three published experiments are presented that show how the advantages of the CPT can be used to test stress effects on memory processes and how some of its disadvantages can be met by a simple modification that retains its feasibility and validity. The first experiment applies the CPT in a substantial sample to investigate the consolidation effects of post-learning sympathetic arousal. Stressed participants with high increases in heart rate during the CPT showed enhanced memory performance one day after learning compared to both the warm water control group and low heart rate responders. This finding suggests that beta-adrenergic activation elicited shortly after learning enhances memory consolidation and that the CPT induced heart rate response is a predictor for this effect. Moreover, the CPT proved to be an appropriate stressor to test hypothesis about endogenous adrenergic effects on memory processes. The second experiment addresses known practical limitations of the standard dominant hand CPT protocol. A bilateral feet CPT modification is presented, the elicited neuroendocrine stress response assessed and validated against the standard CPT in a within-subjects design. The bilateral feet CPT elicited a substantial neuroendocrine stress response. Moreover, with the exception of blood pressure responses, all stress parameters were enhanced compared to the standard CPT. This shows that the bilateral feet CPT is a valid alternative to the standard CPT. The third experiment further validates the bilateral feet CPT and its corresponding control procedure by employing it in a typical application scenario. Specifically, the bilateral feet CPT was used to modulate retrieval of event files in a distractor-response binding paradigm that required lateralized bimanual responses. Again, the bilateral feet CPT induced significant increases in heart rate, blood pressure and cortisol, no such increases could be observed in the warm water control condition. Moreover, stressed participants showed diminished retrieval compared to controls. These results provide further evidence for the feasibility and validity of the bilateral feet CPT and its warm water control procedure. Together the experiments presented here highlight the usefulness of the CPT as a tool in psychophysiological stress research. It is especially well suited to test hypothesis concerning stress effects on memory processes and its applicability can be further increased by the bilateral feet modification.
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.
