Wie reagieren Körper und Gehirn auf Stress?

Goldfischen wird nachgesagt, dass sie nicht sehr schlau sind, weil sie sich einfach nichts merken können. Dafür wirken sie aber immer ruhig und zufrieden. Oder gerade deshalb? In einer aktuellen Studie haben Forscher Mäuse mit einem besonders guten Gedächtnis für negative Erfahrungen hergestellt und gezeigt, dass die Tiere gestresst und verängstigt sind. Dr. Rose Shaw, Psychotherapeutin aus München, stellt im Blog Psychologie Aktuell einen Presseartikel über die Studie von Anfang Oktober vor, die zu neuen Behandlungen für stressbedingte Erkrankungen führen könnte.

Gehirn und Stress

Ein Forscherteam von der University of Leicester in England behauptet, es habe die Nervenzellen entdeckt, die im Gehirn für die Bewältigung von Stress verantwortlich seien. Die Neurowissenschaftler scheinen einen wichtigen Schritt vorwärts gemacht zu haben, um die biologischen Mechanismen von Stress zu verstehen und welche Rolle das Gehirn dabei spielt, seine Auswirkungen zu begrenzen.

Sie behaupten weiter, sie haben „dünne“ und „pilzförmige“ Fortsätze von Nervenzellen entdeckt, die für das Lernen und das Gedächtnis verantwortlich seien. Wichtiger noch sei, so die Forscher, dass diese Zellen imstande seien, Erinnerungen an Geschehenes zu verändern, sodass schmerzhafte oder traumatische Erinnerungen weniger deutlich seien.

Das Gehirn produziert ein spezielles Protein, das ihm hilft sich an belastende Erfahrungen anzupassen, indem es die Effizienz und Art und Weise beeinflusst, wie im Gehirn Gedächtnisinhalte gespeichert werden. So stellten die Forscher fest, dass Mäuse, die dieses Protein nicht bilden konnten, weniger kontaktfreudig waren und sich mehr als normale Mäuse im Dunkeln versteckten. Die Forscher deuten dieses Verhalten als eine empfindlichere Reaktion auf unangenehme Erfahrungen.

 

Nervenzellen verändern sich durch Stress

„Stress beeinflusst die ständige ,Umbildung’ im Gehirn – Nervenzellen verändern ihre Gestalt, die Anzahl ihrer Verbindungen mit anderen Zellen, und wie sie mit anderen Nervenzellen kommunizieren", sagt Dr. Pawlak von der Abteilung Zellphysiologie und Pharmakologie der Universität.

"In den meisten Fällen sind diese Reaktionen nützliche Anpassungen – sie helfen dem Gehirn Stress zu bewältigen und ermöglichen uns angemessene Verhaltensreaktionen. Aber bei sehr großem Stress können diese Prozesse außer Kontrolle geraten. Die ,Pufferkapazität’ des Gehirns ist erschöpft und die Nervenzellen im Hippocampus – eine Gehirnregion, die für das Lernen und Gedächtnis zuständig ist – beginnen ihre Zellfortsätze zurückzuziehen, kommunizieren nicht mehr effektiv mit anderen Zellen und werden sichtbar krank.“

 

Die Rolle der Dornfortsätze bei der Stressbewältigung

„Eine Strategie benutzen Gehirnzellen besonders gerne, um Stress zu bewältigen: Sie verändern die Form ihrer winzigen Fortsätze, die normalerweise dazu da sind, um Informationen mit anderen Nervenzellen auszutauschen", erklärt Dr. Pawlak. 

"Diese sogenannten Dornfortsätze können manchmal nur ein Tausendstel Millimeter groß sein und haben verschiedene Formen. Manche Dornen (die ,dünnen’ Dornen) sind wie Kinder – sehr lebhaft und neugierig, sie wechseln ständig ihre Gestalt und ihre ,Gesprächspartner’ – sie helfen uns neue Dinge zu lernen. Wenn diese Dornen erst einmal etwas gelernt haben, werden sie zu reifen ,Couch-Potatoes’ – sie sehen aus wie Pilze, haben feste Verbindungen, wechseln ihre Partner nicht und bewegen sich nicht gerne.“

Die pilzförmigen Dornen ermöglichen uns die Erinnerung an Dinge, die wir einmal gelernt haben – aber schlechte Erinnerungen können einen Menschen auch zu sehr hemmen. Stark belastende Erfahrungen sollte man am besten schnell vergessen, denn sonst können klare Erinnerungen daran Angststörungen verursachen. Das Gehirn ist ständig damit beschäftigt, ein Gleichgewicht zwischen Erinnerungen herzustellen, an die wir uns gut erinnern sollten, nur vage oder sie ganz vergessen.

 

Durch Lipocalin-2 negativen Stress bewältigen

Die Studie wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht und dürfte wichtig für das Verständnis stressbedingter psychiatrischer Erkrankungen beim Menschen sein. Die Arbeit wurde durch einen Marie Curie Excellence Grant von der Europäischen Kommission finanziert. Nach Dr. Robert Pawlak, Dozent für Neurowissenschaften an der University of Leicester, zeigen die Ergebnisse, dass die Bildung des Proteins im Gehirn den Menschen davor bewahren könnte, „zu starke Angstgefühle“ zu entwickeln und dem Gehirn hilft, die Fülle negativer Erfahrungen im Leben eines Menschen zu bewältigen.

Dr. Robert Pawlak fährt fort: „Wir haben ein Protein identifiziert, das das Gehirn als Antwort auf Stress produziert, um die Anzahl pilzförmiger Dornen zu reduzieren und damit künftige Ängste, die mit einem belastenden Ereignis verbunden sind. Normalerweise wird dieses Protein (Lipocalin-2) nicht gebildet. Aber wenn ein Mensch gestresst ist, steigt seine Produktion im Hippocampus dramatisch an. Als wir Lipocalin-2 zu Kulturen von Nervenzellen gaben, so wie es bei Stress passiert, fingen die Nervenzellen an ihre ,Gedächtnisdornen’ (die reifen, pilzförmigen) zu verlieren.“

„Deshalb stellten wir uns die Frage: ,Was würde geschehen, wenn wir Mäuse Stress aussetzen, deren Gehirn kein Lipocalin-2 bildet? Würden sie anders reagieren?’ Für diese Experimente benutzten wir Mäuse, bei denen das Lipocalin-2-Gen zerstört war, und stellten fest, dass sie auf Stress ängstlicher reagierten als normale Mäuse. Zum Beispiel waren sie weniger ,kontaktfreudig’ und verkrochen sich lieber im Dunkeln anstatt wie normale Mäuse ihre Umgegend zu erkunden. Die Ergebnisse zeigten, dass im Gehirn dieser Mäuse bei Stress mehr pilzförmige Dornen gebildet wurden, und deshalb konnten sie sich an ein belastendes Ereignis besser erinnern.“

 

Stressbedingte psychiatrische Erkrankungen verhindern

Die Identifikation von Lipocalin-2 als ein neues Molekül, das im Gehirn eine Rolle bei der Bewältigung von Stress spielt, ist ein wichtiger Schritt bei der Entschlüsselung der molekularen Mechanismen des Stress, die zu stressbedingten psychiatrischen Erkrankungen führen können, wenn sie gestört sind.

„Stressbedingte geistig-seelische Störungen sind ausgesprochen häufig und mehr als 30 Prozent der Bevölkerung sind davon betroffen. Wir würden gerne untersuchen, ob die Mechanismen, die wir entdeckt haben, bei Menschen ähnlich funktionieren, und ob sich daraus Ideen für klinische Strategien ableiten lassen, wie man Angststörungen und Depressionen behandeln könnte.“

 

Körper und Stress

Nicht nur im Gehirn, sondern auch im Rest des Körpers werden durch Stress eine Fülle von Anpassungserscheinungen ausgelöst. Sie erleichtern den Menschen zwei ursprüngliche Verhaltensreaktionen – Angriff oder Flucht. Forscher haben in einer Studie den Zusammenhang zwischen psychischem Stress und einem Immunprotein untersucht, das nicht nur Immunfunktionen hat, sondern zum Beispiel auch an einer allgemeinen Aktivierung des Stoffwechsels beteiligt ist.

Wie Sie emotional auf eine Herausforderung reagieren, könnte vorhersagen, wie Ihr Körper auf Stress reagiert. Das legt die Untersuchung nahe, die diesen Monat in dem Fachjournal Brain, Behavior, and Immunity erschienen ist. „Menschen, die nach einem Stresstest im Labor sehr ärgerlich waren oder sich beunruhigt fühlten, hatten einen stärker erhöhten Blutspiegel für einen Entzündungsmarker als Personen, die bei dem Test relativ ruhig geblieben waren“, so Dr. Judith Carroll, die die Studie an der University of Pittsburgh durchführte. „Das könnte erklären, warum manche Menschen, die viel unter Stress stehen, chronische Gesundheitsprobleme entwickeln.“

 

Entzündungsmarker im Blut

Für die Studie baten die Forscher gesunde Menschen mittleren Alters, im Labor eine Rede zu halten, und zwar vor einer laufenden Videokamera und im Beisein einer Jury. Während der Rede maßen sie die körperlichen Reaktionen der Teilnehmer auf die Testaufgabe und fragten sie anschließend, wie sie sich bei der Rede gefühlt hätten.

„Bei den meisten Menschen steigt die Herzfrequenz und der Blutdruck, wenn sie etwas tun, das mit Stress verbunden ist“, erklärt Dr. Carroll, „aber bei manchen erhöht sich ebenfalls der Blutspiegel eines Entzündungsmarkers, der als Interleukin-6 bezeichnet wird. Unsere Untersuchung zeigt, dass die Personen, bei denen sich der Blutspiegel dieses Markers am stärksten erhöht, diejenigen sind, die bei dem Test am emotionalsten reagieren.”

 

Stress und Entzündungen

„Unsere Ergebnisse machen deutlich, dass Menschen, die auf relativ geringe Herausforderungen im Leben mit Ärger oder Sorge reagieren, zu einer verstärkten Entzündungsreaktion neigen könnten“, erläutert die Leiterin der Studie Dr. Anna Marsland, eine Assistenzprofessorin für Psychologie und Pflegewissenschaften an der University of Pittsburgh. „Mit der Zeit könnten diese besonders emotional reagierenden Menschen anfälliger für Krankheiten werden, bei denen Entzündungen eine Rolle spielen, wie zum Beispiel Herz-Kreislauferkrankungen“, so Marsland weiter.

Die Studie, die vom National Institute of Nursing Research finanziert wurde, ist Teil eines expandierenden Forschungsgebietes, das als Psychoneuroimmunologie bezeichnet wird und die Wechselwirkungen zwischen psychischen Prozessen und Gesundheit untersucht. „Das Thema dieser Studie ist eine der entscheidenden Fragen in der Psychoneuroimmunologie – was erklärt die individuellen Unterschiede bei der Entzündungsreaktion auf Stress“, betont Dr. Margaret Kemeny, eine Professorin an der University of California in San Francisco. „Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Art und Weise, wie Menschen in diesem Test emotional reagieren, ein wichtiger Faktor ist, der Vorhersagen erlaubt. Damit könnten die Ergebnisse den Weg für zukünftige Studien weisen, die die Mechanismen solcher Reaktion charakterisieren und ihre klinische Bedeutung untersuchen“, so Kemeny abschließend.