Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse - Hypothalamic–pituitary–adrenal axis

Schema der HPA-Achse (CRH, Corticotropin-Releasing-Hormon ; ACTH, Adrenocorticotropes Hormon )
Hypothalamus, Hypophyse und Nebennierenrinde

Die Hypothalamus-Hypophyse-Nebennieren-Achse ( HPA-Achse oder HTPA-Achse ) ist ein komplexer Satz direkter Einflüsse und Feedback- Wechselwirkungen zwischen drei Komponenten: dem Hypothalamus , der Hypophyse (eine erbsenförmige Struktur unterhalb des Thalamus) und der Nebenniere ( auch "suprarenale" genannt) Drüsen (kleine, konische Organe oberhalb der Nieren).

Diese Organe und ihre Interaktionen bilden die HPA-Achse, ein wichtiges neuroendokrines System , das Reaktionen auf Stress steuert und viele Körperprozesse reguliert, einschließlich Verdauung , Immunsystem , Stimmung und Emotionen, Sexualität sowie Energiespeicherung und -verbrauch. Es ist der gemeinsame Mechanismus für Wechselwirkungen zwischen Drüsen, Hormonen und Teilen des Mittelhirns, die das allgemeine Anpassungssyndrom (GAS) vermitteln. Während Steroidhormone hauptsächlich in Wirbeltieren produziert werden, ist die physiologische Rolle der HPA-Achse und der Kortikosteroide bei der Stressreaktion so grundlegend, dass analoge Systeme auch bei Wirbellosen und einzelligen Organismen gefunden werden können.

Die HPA-Achse, Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG), Hypothalamus-Hypophyse-Schilddrüsen-Achse (HPT) und das Hypothalamus-Neurohypophyse-System sind die vier wichtigsten neuroendokrinen Systeme, durch die der Hypothalamus und die Hypophyse die neuroendokrinen Funktionen steuern.

Anatomie

Die Schlüsselelemente der HPA-Achse sind:

CRH und Vasopressin werden von neurosekretorischen Nervenendigungen an der medianen Eminenz freigesetzt . CRH wird durch das Pfortadersystem des Hypophysenstiels zum Hypophysenvorderlappen transportiert und Vasopressin wird durch axonalen Transport zum Hypophysenhinterlappen transportiert . Dort wirken CRH und Vasopressin synergistisch, um die Sekretion von gespeichertem ACTH aus kortikotropen Zellen zu stimulieren. ACTH wird über das Blut zur Nebennierenrinde der Nebenniere transportiert , wo es die Biosynthese von Kortikosteroiden wie Kortisol aus Cholesterin rasch stimuliert . Cortisol ist ein wichtiges Stresshormon und hat Auswirkungen auf viele Gewebe im Körper, einschließlich des Gehirns. Im Gehirn wirkt Cortisol auf zwei Arten von Rezeptoren – Mineralocorticoid-Rezeptoren und Glucocorticoid-Rezeptoren, die von vielen verschiedenen Arten von Neuronen exprimiert werden. Ein wichtiges Ziel von Glukokortikoiden ist der Hypothalamus , der ein wichtiges Kontrollzentrum der HPA-Achse ist.

Vasopressin kann als "Wasserkonservierungshormon" angesehen werden und ist auch als "antidiuretisches Hormon" bekannt. Es wird freigesetzt, wenn der Körper dehydriert ist und hat eine starke wassersparende Wirkung auf die Niere. Es ist auch ein potenter Vasokonstriktor.

Wichtig für die Funktion der HPA-Achse sind einige der Rückkopplungsschleifen:

  • Cortisol, das in der Nebennierenrinde produziert wird, reagiert negativ, um sowohl den Hypothalamus als auch die Hypophyse zu hemmen. Dies reduziert die Sekretion von CRH und Vasopressin und reduziert auch direkt die Spaltung von Proopiomelanocortin (POMC) in ACTH und β-Endorphine.
  • Adrenalin und Noradrenalin (E/NE) werden vom Nebennierenmark durch sympathische Stimulation und die lokale Wirkung von Cortisol (Hochregulationsenzyme zur Bildung von E/NE) produziert. E/NE wird eine positive Rückmeldung an die Hypophyse geben und den Abbau von POMCs in ACTH und β-Endorphine erhöhen.

Funktion

Die Ausschüttung von Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) aus dem Hypothalamus wird durch Stress , körperliche Aktivität, Krankheit, durch den Cortisolspiegel im Blut und durch den Schlaf- Wach-Rhythmus ( zirkadianer Rhythmus ) beeinflusst. Bei gesunden Personen steigt Cortisol nach dem Aufwachen schnell an und erreicht innerhalb von 30–45 Minuten einen Höhepunkt. Er fällt dann im Laufe des Tages allmählich ab und steigt am späten Nachmittag wieder an. Der Cortisolspiegel sinkt dann am späten Abend und erreicht mitten in der Nacht ein Tief. Dies entspricht dem Ruhe-Aktivitäts-Zyklus des Organismus. Ein abnormal abgeflachter zirkadianer Cortisolzyklus wurde mit dem chronischen Müdigkeitssyndrom , Schlaflosigkeit und Burnout in Verbindung gebracht .

Die HPA-Achse spielt eine zentrale Rolle bei der Regulierung vieler homöostatischer Systeme im Körper, einschließlich des Stoffwechselsystems, des kardiovaskulären Systems, des Immunsystems, des Fortpflanzungssystems und des zentralen Nervensystems. Die HPA-Achse integriert physische und psychosoziale Einflüsse, um einem Organismus zu ermöglichen, sich effektiv an seine Umgebung anzupassen, Ressourcen zu nutzen und das Überleben zu optimieren.

Anatomische Verbindungen zwischen Hirnarealen wie der Amygdala , dem Hippocampus , dem präfrontalen Kortex und dem Hypothalamus erleichtern die Aktivierung der HPA-Achse. Sensorische Informationen, die am lateralen Aspekt der Amygdala ankommen, werden verarbeitet und an den zentralen Kern der Amygdala weitergeleitet , der dann auf mehrere Teile des Gehirns projiziert wird, die an der Angstreaktion beteiligt sind. Am Hypothalamus aktivieren angstsignalisierende Impulse sowohl das sympathische Nervensystem als auch die Modulationssysteme der HPA-Achse.

Eine erhöhte Cortisolproduktion bei Stress führt zu einer erhöhten Verfügbarkeit von Glukose, um das Kämpfen oder die Flucht zu erleichtern . Cortisol erhöht nicht nur die Glukoseverfügbarkeit direkt, sondern unterdrückt auch die sehr anspruchsvollen Stoffwechselprozesse des Immunsystems, was zu einer weiteren Glukoseverfügbarkeit führt.

Glukokortikoide haben viele wichtige Funktionen, einschließlich der Modulation von Stressreaktionen, aber im Übermaß können sie schädlich sein. Es wird angenommen, dass die Atrophie des Hippocampus bei Menschen und Tieren, die starkem Stress ausgesetzt sind, durch eine längere Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Glukokortikoiden verursacht wird . Ein Mangel des Hippocampus kann die verfügbaren Gedächtnisressourcen reduzieren, die einem Körper helfen, angemessene Reaktionen auf Stress zu formulieren.

Immunsystem

Es gibt bidirektionale Kommunikation und Feedback zwischen der HPA-Achse und dem Immunsystem . Eine Reihe von Zytokinen wie IL-1, IL-6, IL-10 und TNF-alpha können die HPA-Achse aktivieren, obwohl IL-1 am stärksten ist. Die HPA-Achse wiederum moduliert die Immunantwort, wobei hohe Cortisolspiegel zu einer Unterdrückung von Immun- und Entzündungsreaktionen führen. Dies trägt dazu bei, den Organismus vor einer tödlichen Überaktivierung des Immunsystems zu schützen und Gewebeschäden durch Entzündungen zu minimieren.

Das ZNS ist in vielerlei Hinsicht „ immunprivilegiert “, es spielt jedoch eine wichtige Rolle im Immunsystem und wird von diesem wiederum beeinflusst. Das ZNS reguliert das Immunsystem über neuroendokrine Wege, wie die HPA-Achse. Die HPA-Achse ist für die Modulation von Entzündungsreaktionen verantwortlich , die im ganzen Körper auftreten.

Bei einer Immunantwort werden proinflammatorische Zytokine (zB IL-1) in das periphere Kreislaufsystem freigesetzt und können die Blut-Hirn-Schranke passieren, wo sie mit dem Gehirn interagieren und die HPA-Achse aktivieren. Wechselwirkungen zwischen den proinflammatorischen Zytokinen und dem Gehirn können die Stoffwechselaktivität von Neurotransmittern verändern und Symptome wie Müdigkeit, Depression und Stimmungsschwankungen verursachen. Ein Mangel der HPA-Achse kann bei Allergien und entzündlichen/Autoimmunerkrankungen wie rheumatoider Arthritis und Multipler Sklerose eine Rolle spielen .

Wenn die HPA-Achse durch Stressoren wie eine Immunantwort aktiviert wird , werden hohe Mengen an Glukokortikoiden in den Körper freigesetzt und unterdrücken die Immunantwort, indem sie die Expression von proinflammatorischen Zytokinen (z. B. IL-1 , TNF-alpha und IFN-gamma ) hemmen und erhöhen die Spiegel entzündungshemmender Zytokine (z. B. IL-4 , IL-10 und IL-13 ) in Immunzellen wie Monozyten und Neutrophilen

Der Zusammenhang zwischen chronischem Stress und seiner gleichzeitigen Aktivierung der HPA-Achse und einer Dysfunktion des Immunsystems ist unklar; Studien haben sowohl eine Immunsuppression als auch eine Hyperaktivierung der Immunantwort festgestellt.

Betonen

Schematische Übersicht der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-(HPA)-Achse. Stress aktiviert die HPA-Achse und erhöht dadurch die Ausschüttung von Glukokortikoiden aus den Nebennieren.

Stress und Krankheit

Die HPA-Achse ist an der Neurobiologie von affektiven Störungen und funktionellen Erkrankungen beteiligt, einschließlich Angststörung , bipolare Störung , Schlaflosigkeit , posttraumatische Belastungsstörung , Borderline-Persönlichkeitsstörung , ADHS , Major Depression , Burnout , chronisches Müdigkeitssyndrom , Fibromyalgie , Reizdarmsyndrom , und Alkoholismus . Antidepressiva , die bei vielen dieser Erkrankungen routinemäßig verschrieben werden, dienen der Regulierung der HPA-Achsenfunktion.

Geschlechtsunterschiede sind bei Menschen in Bezug auf psychiatrische stressbedingte Störungen wie Angst und Depression weit verbreitet, wobei Frauen diese Störungen häufiger erleben als Männer. Insbesondere bei Nagetieren wurde gezeigt, dass Weibchen aufgrund einer möglichen Herunterregulierung der GR-Expression sowie eines Mangels an FKBP51-Bindungsprotein im Zytosol möglicherweise nicht in der Lage sind, Stress zu tolerieren und zu verarbeiten (insbesondere bei chronischem Stress). Durch die ständige Aktivierung der HPA-Achse könnte dies zu erhöhten Belastungen und Störungen führen, die sich bei chronischem Stress nur verschlimmern. Insbesondere bei Nagetieren zeigen Weibchen eine stärkere Aktivierung der HPA-Achse nach Stress als Männchen. Diese Unterschiede sind wahrscheinlich auch auf die gegensätzlichen Wirkungen bestimmter Sexualsteroide wie Testosteron und Östrogen zurückzuführen. Östrogen verstärkt die stressaktivierte ACTH- und CORT-Sekretion, während Testosteron die Aktivierung der HPA-Achse verringert und sowohl die ACTH- als auch die CORT-Reaktion auf Stress hemmt. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um die zugrunde liegende Grundlage dieser Geschlechtsunterschiede besser zu verstehen.

Experimentelle Studien haben viele verschiedene Arten von Stress und ihre Auswirkungen auf die HPA-Achse unter vielen verschiedenen Umständen untersucht. Stressoren können vielfältiger Art sein – in experimentellen Studien an Ratten wird oft zwischen „sozialem Stress“ und „physischem Stress“ unterschieden, aber beide Arten aktivieren die HPA-Achse, wenn auch über unterschiedliche Wege. Mehrere Monoamin- Neurotransmitter sind bei der Regulierung der HPA-Achse wichtig, insbesondere Dopamin , Serotonin und Noradrenalin (Noradrenalin). Es gibt Hinweise darauf, dass ein Anstieg des Oxytocins , beispielsweise durch positive soziale Interaktionen , die HPA-Achse unterdrückt und dadurch Stress entgegenwirkt und positive gesundheitliche Effekte wie die Wundheilung fördert.

Die HPA-Achse ist ein Merkmal von Säugetieren und anderen Wirbeltieren. Zum Beispiel zeigten Biologen, die Stress bei Fischen untersuchten, dass soziale Unterordnung zu chronischem Stress führt, der mit reduzierten aggressiven Interaktionen, Kontrollverlust und der ständigen Bedrohung durch dominante Fische verbunden ist. Serotonin (5HT) schien der aktive Neurotransmitter zu sein, der an der Vermittlung von Stressreaktionen beteiligt ist, und ein Anstieg des Serotonins steht im Zusammenhang mit erhöhten Plasma- α-MSH- Spiegeln, die eine Hautverdunkelung (ein soziales Signal bei Salmonoiden ), eine Aktivierung der HPA-Achse und . verursachen Hemmung der Aggression. Die Aufnahme der Aminosäure L- Tryptophan , einer Vorstufe von 5HT, in das Futter von Regenbogenforellen machte die Forellen weniger aggressiv und weniger stressanfällig . Die Studie erwähnt jedoch, dass das Plasmacortisol nicht durch L- Tryptophan aus der Nahrung beeinflusst wird. Das Medikament LY354740 (auch bekannt als Eglumegad , ein Agonist des metabotropen Glutamatrezeptors 2 und 3 ) wurde in der HPA - Achse, mit einem chronischen oraler Verabreichung dieses Medikaments führt zu deutlich reduzierter Basislinie stören gezeigt Cortisolniveau in bonnet Makaken ( Macaca radiata ); Die akute Infusion von LY354740 führte bei diesen Tieren zu einer deutlichen Verminderung der durch Yohimbin induzierten Stressreaktion .

Studien am Menschen zeigen, dass die HPA-Achse bei chronischem Stress in Abhängigkeit von der Art des Stressors, der Reaktion der Person auf den Stressor und anderen Faktoren auf unterschiedliche Weise aktiviert wird. Stressoren, die unkontrollierbar sind, die körperliche Unversehrtheit bedrohen oder ein Trauma beinhalten, haben tendenziell ein hohes, flaches Tagesprofil der Cortisolfreisetzung (mit unter dem Normalwert liegenden Cortisolspiegeln am Morgen und über dem Normalwert am Abend), was zu einen hohen Gesamtspiegel der täglichen Cortisolfreisetzung. Auf der anderen Seite neigen kontrollierbare Stressoren dazu, ein überdurchschnittliches morgendliches Cortisol zu produzieren. Die Stresshormonausschüttung nimmt nach Auftreten eines Stressors tendenziell allmählich ab. Bei einer posttraumatischen Belastungsstörung scheint die Cortisolfreisetzung geringer als normal zu sein, und es wird angenommen, dass eine abgestumpfte hormonelle Reaktion auf Stress eine Person für die Entwicklung einer PTSD prädisponieren kann.

Es ist auch bekannt, dass die Hormone der HPA-Achse mit bestimmten Hautkrankheiten und der Hauthomöostase in Zusammenhang stehen. Es gibt Hinweise darauf, dass die Hormone der HPA-Achse mit bestimmten stressbedingten Hauterkrankungen und Hauttumoren in Verbindung gebracht werden können. Dies geschieht, wenn die Hormone der HPA-Achse im Gehirn hyperaktiv werden.

Stress und Entwicklung

Pränataler Stress

Es gibt Hinweise darauf, dass pränataler Stress die HPA-Regulierung beeinflussen kann. In Tierversuchen wurde gezeigt, dass die Exposition gegenüber pränatalem Stress eine hyperreaktive HPA-Stressreaktion verursacht. Ratten, die pränatal gestresst waren, haben als Erwachsene erhöhte Basalwerte und einen abnormalen zirkadianen Rhythmus von Corticosteron . Darüber hinaus benötigen sie eine längere Zeit, bis ihr Stresshormonspiegel auf den Ausgangswert zurückkehrt, nachdem sie sowohl akuten als auch anhaltenden Stressoren ausgesetzt waren. Pränatal gestresste Tiere zeigen auch ungewöhnlich hohe Blutzuckerwerte und haben weniger Glukokortikoidrezeptoren im Hippocampus . Beim Menschen ist anhaltender mütterlicher Stress während der Schwangerschaft mit einer leichten Beeinträchtigung der intellektuellen Aktivität und der Sprachentwicklung der Kinder sowie mit Verhaltensstörungen wie Aufmerksamkeitsdefiziten , Schizophrenie , Angstzuständen und Depressionen verbunden ; Selbstberichteter mütterlicher Stress ist mit einer höheren Reizbarkeit, emotionalen und Aufmerksamkeitsproblemen verbunden.

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass pränataler Stress die HPA-Regulierung beim Menschen beeinflussen kann. Kinder, die pränatal gestresst waren, können veränderte Cortisol- Rhythmen aufweisen. Mehrere Studien haben beispielsweise einen Zusammenhang zwischen der mütterlichen Depression während der Schwangerschaft und dem Cortisolspiegel im Kindesalter gefunden. Pränataler Stress wurde auch mit einer Neigung zu Depressionen und einer kurzen Aufmerksamkeitsspanne in der Kindheit in Verbindung gebracht. Es gibt keinen klaren Hinweis darauf, dass eine durch pränatalen Stress verursachte HPA-Fehlregulation das Verhalten von Erwachsenen verändern kann.

Stress im frühen Leben

Die Rolle von Stress im frühen Leben bei der Programmierung der HPA-Achse wurde in Tiermodellen gut untersucht. Es hat sich gezeigt, dass die Exposition gegenüber leichten oder mittelschweren Stressoren im frühen Leben die HPA-Regulierung verbessert und eine lebenslange Stressresistenz fördert. Im Gegensatz dazu kann die Exposition gegenüber extremem oder längerem Stress im frühen Leben eine hyperreaktive HPA-Achse induzieren und zu einer lebenslangen Anfälligkeit für Stress beitragen. In einem weit verbreiteten Experiment zeigten Ratten, die in den ersten zwei Lebenswochen dem mäßigen Stress durch häufigen Umgang mit Menschen ausgesetzt waren, als Erwachsene reduzierte hormonelle und verhaltensbedingte HPA-vermittelte Stressreaktionen, während Ratten, die dem extremen Stress längerer Phasen der mütterlichen Trennung ausgesetzt waren, erhöhte physiologische und verhaltensbezogene Stressreaktionen im Erwachsenenalter.

Mehrere Mechanismen wurden vorgeschlagen, um diese Ergebnisse in Rattenmodellen der Stressexposition im frühen Leben zu erklären. Es kann eine kritische Phase während der Entwicklung geben, in der der Stresshormonspiegel im Blutkreislauf zur permanenten Kalibrierung der HPA-Achse beiträgt. Ein Experiment hat gezeigt, dass selbst in Abwesenheit von Umweltstressoren eine frühzeitige Exposition gegenüber moderaten Corticosteronspiegeln bei erwachsenen Ratten mit Stressresistenz verbunden war, während eine Exposition gegenüber hohen Dosen mit Stressanfälligkeit verbunden war.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Auswirkungen von Stress im frühen Leben auf die HPA-Funktion durch die mütterliche Betreuung vermittelt werden. Häufiger menschlicher Umgang mit den Rattenwelpen kann dazu führen, dass ihre Mutter ein fürsorglicheres Verhalten zeigt, wie z. B. Lecken und Pflegen. Pflegende mütterliche Betreuung wiederum kann die HPA-Funktion auf mindestens zwei Arten verbessern. Erstens ist die mütterliche Fürsorge entscheidend für die Aufrechterhaltung der normalen Stress-Hypo-Reaktionsphase (SHRP), die bei Nagetieren die ersten zwei Lebenswochen darstellt, in denen die HPA-Achse im Allgemeinen nicht auf Stress reagiert. Die Aufrechterhaltung der SHRP-Periode kann für die HPA-Entwicklung kritisch sein, und der extreme Stress der mütterlichen Trennung, der das SHRP stört, kann zu einer dauerhaften HPA-Fehlregulation führen. Eine weitere Möglichkeit, wie die mütterliche Betreuung die HPA-Regulierung beeinflussen könnte, besteht darin, epigenetische Veränderungen bei den Nachkommen zu bewirken . Zum Beispiel hat sich gezeigt, dass vermehrtes Lecken und Pflegen der Mutter die Expression des Glutocorticoid-Rezeptor-Gens verändert, das an der adaptiven Stressreaktion beteiligt ist. Mindestens eine Humanstudie hat mütterliche neuronale Aktivitätsmuster als Reaktion auf Videostimuli der Mutter-Kind-Trennung als mit einer verminderten Methylierung des Glucocorticoid-Rezeptor-Gens im Zusammenhang mit einer posttraumatischen Belastungsstörung aufgrund von frühkindlichem Stress identifiziert. Es ist jedoch klar, dass mehr Forschung erforderlich ist, um festzustellen, ob die Ergebnisse aus generationsübergreifenden Tiermodellen auf den Menschen übertragen werden können.

Obwohl Tiermodelle eine bessere Kontrolle der experimentellen Manipulation ermöglichen, wurden auch die Auswirkungen von Stress im frühen Leben auf die Funktion der HPA-Achse beim Menschen untersucht. Eine Population, die in dieser Art von Forschung häufig untersucht wird, sind erwachsene Opfer von Kindesmissbrauch. Erwachsene Opfer von Kindesmissbrauch zeigten als Reaktion auf eine psychosoziale Belastungsaufgabe im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen und Probanden mit Depressionen, aber ohne Kindesmissbrauch, erhöhte ACTH-Konzentrationen. In einer Studie zeigten erwachsene Opfer von Kindesmissbrauch, die nicht depressiv sind, eine erhöhte ACTH-Reaktion sowohl auf exogenes CNI als auch auf normale Cortisolfreisetzung. Erwachsene Opfer von Kindesmissbrauch, die depressiv sind, zeigen eine abgestumpfte ACTH-Reaktion auf exogenes CRH. Eine abgestumpfte ACTH-Reaktion ist bei Depressionen üblich, daher postulieren die Autoren dieser Arbeit, dass dieses Muster wahrscheinlich auf die Depression des Teilnehmers zurückzuführen ist und nicht auf seine Belastung durch den frühen Lebensstress.

Heim und Kollegen haben vorgeschlagen, dass Stress im frühen Leben, wie z. B. Missbrauch in der Kindheit, eine Sensibilisierung der HPA-Achse induzieren kann, was zu einer besonders erhöhten neuronalen Aktivität als Reaktion auf die stressinduzierte CRF-Freisetzung führt. Bei wiederholter Stressexposition kann die sensibilisierte HPA-Achse weiterhin CNI aus dem Hypothalamus hypersekretieren. Im Laufe der Zeit werden die CRF-Rezeptoren im Hypophysenvorderlappen herunterreguliert, was zu Depressionen und Angstsymptomen führt. Diese Forschung am Menschen stimmt mit der oben diskutierten Tierliteratur überein.

Die HPA-Achse war in den frühesten Wirbeltierarten vorhanden und ist aufgrund ihrer kritischen Anpassungsfunktionen durch starke positive Selektion stark konserviert geblieben. Die Programmierung der HPA-Achse wird stark von der perinatalen und frühen juvenilen Umgebung oder „Early-Life-Umgebung“ beeinflusst. Mütterlicher Stress und unterschiedliche Pflegegrade können eine Widrigkeit im frühen Leben darstellen, die nachweislich den Stress und die emotionalen Regulierungssysteme des Nachwuchses tiefgreifend, wenn nicht sogar dauerhaft, beeinflusst. Weitgehend in Tiermodellen untersucht (zB Lecken und Fellpflege/LG bei Rattenwelpen) hat sich gezeigt, dass die Konsistenz der mütterlichen Pflege einen starken Einfluss auf die Neurobiologie, Physiologie und das Verhalten der Nachkommen hat. Während die mütterliche Betreuung die Herzreaktion, den Schlaf-Wach-Rhythmus und die Wachstumshormonsekretion beim Neugeborenen verbessert, unterdrückt sie auch die Aktivität der HPA-Achse. Auf diese Weise reguliert die mütterliche Fürsorge die Stressreaktion des Neugeborenen negativ und prägt so seine/ihre Stressanfälligkeit im späteren Leben. Diese Programmiereffekte sind nicht deterministisch, da die Umgebung, in der sich das Individuum entwickelt, entweder mit der „programmierten“ und genetisch prädisponierten HPA-Achsen-Reaktivität des ersteren übereinstimmen oder nicht übereinstimmen kann. Obwohl die primären Mediatoren der HPA-Achse bekannt sind, muss der genaue Mechanismus, durch den ihre Programmierung im frühen Leben moduliert werden kann, noch aufgeklärt werden. Darüber hinaus bestreiten Evolutionsbiologen den genauen adaptiven Wert einer solchen Programmierung, dh ob eine erhöhte Reaktivität der HPA-Achse eine größere evolutionäre Fitness verleihen kann.

Es wurden verschiedene Hypothesen aufgestellt, um zu erklären, warum Widrigkeiten im frühen Leben angesichts von späterem Stress zu Ergebnissen führen können, die von extremer Verletzlichkeit bis hin zu Resilienz reichen. Von der HPA-Achse produzierte Glukokortikoide wurden vorgeschlagen, um entweder eine schützende oder schädliche Rolle zu spielen, abhängig von der genetischen Veranlagung eines Individuums, den Programmiereffekten der Umgebung des frühen Lebens und der Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung mit der postnatalen Umgebung. Die Hypothese der prädiktiven Anpassung (1), das Drei-Treffer-Konzept von Vulnerabilität und Resilienz (2) und die mütterliche Mediationshypothese (3) versuchen aufzuklären, wie Widrigkeiten im frühen Leben Vulnerabilität oder Resilienz angesichts signifikanter Belastungen im späteren Leben unterschiedlich vorhersagen können . Diese Hypothesen schließen sich nicht gegenseitig aus, sondern sind stark miteinander verknüpft und für das Individuum einzigartig.

(1) Die prädiktive Anpassungshypothese: Diese Hypothese steht in direktem Gegensatz zum Diathese-Stressmodell, das postuliert, dass die Akkumulation von Stressoren über eine Lebensspanne die Entwicklung von Psychopathologien fördern kann, sobald eine Schwelle überschritten wird. Die prädiktive Anpassung behauptet, dass frühe Lebenserfahrungen epigenetische Veränderungen induzieren; diese Veränderungen sagen voraus oder „bereiten die Bühne“ für adaptive Reaktionen, die in seiner/ihrer Umgebung erforderlich sind. Wenn ein sich entwickelndes Kind (dh der Fötus bis zum Neugeborenen) anhaltendem mütterlichem Stress und einem geringen Grad an mütterlicher Fürsorge (dh Widrigkeiten im frühen Leben) ausgesetzt ist, wird dies seine HPA-Achse so programmieren, dass sie stärker auf Stress reagiert. Diese Programmierung wird eine sehr stressige, prekäre Umgebung in der Kindheit und im späteren Leben vorhersagen und möglicherweise adaptiv sein. Die Vorhersagbarkeit dieser epigenetischen Veränderungen ist jedoch nicht definitiv – abhängig in erster Linie davon, inwieweit der genetisch und epigenetisch modulierte Phänotyp des Individuums mit seiner Umgebung „übereinstimmt“ oder „fehlt“ (siehe: Hypothese (2)).

(2) Drei-Treffer-Konzept von Vulnerabilität und Resilienz: Diese Hypothese besagt, dass die Vulnerabilität in einem bestimmten Lebenskontext durch chronische Unfähigkeit, mit anhaltenden Widrigkeiten fertig zu werden, verstärkt werden kann. Sie versucht grundsätzlich zu erklären, warum der eine unter scheinbar nicht zu unterscheidenden Umständen mit Stress belastbar umgehen kann, während ein anderer nicht nur schlecht zurechtkommt, sondern in der Folge eine stressbedingte psychische Erkrankung entwickelt. Die drei „Hits“ – chronologisch und synergistisch – sind wie folgt: genetische Prädisposition (die eine höhere/niedrigere Reaktivität der HPA-Achse prädisponiert), frühe Lebensumgebung (perinatal – dh mütterlicher Stress und postnatal – dh mütterliche Betreuung) und späteres Leben Umgebung (die Match/Mismatch bestimmt, sowie ein Fenster für neuroplastische Veränderungen in der frühen Programmierung). (Abbildung 1)6 Das Konzept von Match/Mismatch ist von zentraler Bedeutung für diese evolutionäre Hypothese. In diesem Zusammenhang wird erläutert, warum die Programmierung des frühen Lebens in der perinatalen und postnatalen Phase möglicherweise evolutionär ausgewählt wurde. Insbesondere durch die Einführung spezifischer Muster der Aktivierung der HPA-Achse kann die Person besser gerüstet sein, um mit Widrigkeiten in einer Umgebung mit hohem Stress umzugehen. Umgekehrt, wenn eine Person signifikanten Widrigkeiten in ihrem frühen Leben ausgesetzt ist, kann eine erhöhte HPA-Achsen-Reaktivität in einer Umgebung, die durch geringen Stress gekennzeichnet ist, zu ihr/ihr „unpassend“ sein. Letzteres Szenario kann eine Fehlanpassung aufgrund früher Programmierung, genetischer Veranlagung und Fehlanpassung darstellen. Diese Diskrepanz kann dann negative Entwicklungsergebnisse wie Psychopathologien im späteren Leben vorhersagen.

Letztendlich hat die Erhaltung der HPA-Achse ihre kritische Anpassungsrolle bei Wirbeltieren und auch bei verschiedenen wirbellosen Arten im Laufe der Zeit unterstrichen. Die HPA-Achse spielt eine klare Rolle bei der Produktion von Kortikosteroiden, die viele Facetten der Gehirnentwicklung und Reaktionen auf anhaltenden Umweltstress steuern. Mit diesen Erkenntnissen hat die Tiermodellforschung dazu gedient, diese Rollen zu identifizieren – im Hinblick auf die Tierentwicklung und evolutionäre Anpassung. In prekäreren, primitiveren Zeiten könnte eine erhöhte HPA-Achse dazu dienen, Organismen vor Raubtieren und extremen Umweltbedingungen wie Wetter und Naturkatastrophen zu schützen, indem sie Migration (dh Flucht), Mobilisierung von Energie, Lernen (angesichts von neuartige, gefährliche Reize) sowie gesteigerter Appetit auf biochemische Energiespeicherung. In der heutigen Gesellschaft wird die Ausdauer der HPA-Achse und der frühen Lebensplanung wichtige Auswirkungen auf die Beratung werdender und frischgebackener Mütter sowie auf Personen haben, die möglicherweise erhebliche Widrigkeiten in ihrem frühen Leben erlebt haben.

Siehe auch

Andere wichtige neuroendokrine Systeme
verwandte Themen

Bedingungen:

Verweise

Externe Links