Biopsychologie: Ausgewählte Probleme · Konzept handelt “(Levine& Ursin ... Komponenten interagieren miteinander Komplexes System, das andere biologische Prozesse beeinflusst und

Biopsychologie Vertiefung SoSe 2008

Biopsychologie: Ausgewählte Probleme

Sommersemester 2008Leitung: Hellhammer, Wüst und Mitarbeiter


Gliederung:

• Stress: Begriffsbestimmung

• Kognitive Stresstheorie von Lazarus

• Biologische Stresstheorien: Die Anfänge

- Cannon

- Selye

• Stresstheorie von Mason

• Allostatic Load

Buchtip:Warum Zebras keine Migr änekriegen. Wie Stress den Menschen krank macht. Robert Sapolsky (1996)


engl.: Druck, Anspannung; lat.: stringere: anspannen



Verschiedene Definitionen von Stress:

„After the completion of my last effort to define

stress I made myself the promise that I would never

again engage in what I consider a futile exercise“

(S. Levine, 2003)

„Stress kann definiert werden als eine tatsächliche oder

wahrgenommene Bedrohung der physiologischen oder psychologischen

Unversehrtheit, die eine physiologische Reaktion und/oder eine

Verhaltensantwort nach sich zieht“ (B. McEwen, 2000)

„Wir definieren Stress als einen Zustand bedrohter Homöostase.

Die adaptive Reaktion kann entweder spezifisch oder generalisiert und

nicht spezifisch sein“ (Chrousos & Gold, 1993)


Stress als Reiz oder Reaktion ?

1. Reizorientierter Definitionsansatz

Stress als UV, also abhängig von bestimmten situativenBedingungen oder Stimuli

Forschung zu kritischen Lebensereignissen

Kritik:

– Können Belastungsfaktoren objektiviert werden?– Ist ein Ereignis für alle Personen in gleicher

Weise belastend?– Wirken mehrere Stressoren additiv od.

multiplikativ?


- welche Lebensereignisse haben sich in den letzten 12 Monaten ereignet?

Σ=168Ab 150 erhöhte Anfälligkeit für stressbezogene Erkrankungen

Social Readjustment Rating Scale (SRRS)


Stress als Reiz oder Reaktion ?

2. Reaktionsorientierter Definitionsansatz

Stress als AV, eine psychophysiologische Reaktion auf intensive Reize

– operationalisiert anhand von physiologischen, psychischen oder verhaltensmäßigen Störungs- oder Anpassungsreaktionen

– Hans Selye: Allgemeines Adapatationssyndrom (AAS)

Kritik:

– kognitive Vermittlungsprozesse?

– Unspezifität der physiologischen Reaktion?


Verschiedene Definitionen von Stress - Probleme

„Das hauptsächliche Problem bei der Auseinandersetzung mit

dem Stresskonzept ist, dass es sich um ein multidimensionales

Konzept handelt“ (Levine & Ursin, 1991)

Drei Komponenten identifizierbar:

Input - Stress Stimuli

Prozessierungssystem - inkl. des subjektiven Erlebens

Output - Stress Reaktion

Schwierigkeit: Komponenten interagieren miteinander

�Komplexes System, das andere biologische Prozesse beeinflusst

�und als Alarm- bzw. Antriebssystem fungieren kann, wenn eine

Bedrohung des Organismus wahrgenommen wird


Konsensfähige und breite Definition von Stress:

Der Stressbegriff beschreibt Probleme der Auseinandersetzung bzw. Anpassung zwischen Personen und ihrer Umwelt. (Nitsch, 1981)

GENAUER

Psychologischer Stress entsteht bei einer spezifischen

Auseinandersetzung zwischen einer Person und ihrer Umwelt.

Die Person nimmt dabei die eigenen Bewältigungsmöglichkeiten bzw. Ressourcen als nicht ausreichend wahr und die Situation wird als schädigend für das eigene Wohlbefinden wahrgenommen.

(angelehnt an Lazarus & Folkman, 1984)

Stress: Begriffsbestimmung


Das allgemeine Stressmodell

Stressor

Person

StressStress-

reaktion

Stress-

folgen

Stressoren

Lebensereignisse

Katastrophen

Alltagsstressoren

Chronische Stressoren

Physikalische Stressoren

Akute Stressoren

Person

Alter

Geschlecht

Sozioökonomischer Status

Stressanfälligkeit

Kontrollüberzeugung

Selbstwertgefühl

Überzeugungen

Kontext

Soziale Unterstützung

Handlungsspielraum

Reaktionen

1. Behavioral

2. Kognitiv

3. Emotional/ Affektiv

4. Physiologisch

Endokrin

Kardiovaskulär

Immunologisch

Elektrodermal

Folgen

Lebensverän-derungen

Persönlichkeitsänderungen

Gesundheit-Krankheit

Veränderung im sozialen Umfeld


Lazarus (Transaktionales Stressmodell)

Kognitive Stresstheorien:

gehen von einer psychisch vermittelten und gestalteten Person-Umwelt-Beziehung aus

Subjektive Wahrnehmungs- und Bewertungsprozesse bei der Stressentstehung werden hervorgehoben

Stress: aktiver Auseinandersetzungsprozess zwischen Individuum und seiner Umwelt

Ob eine bestimmte Situation von einer Person als belastend empfunden wird, hängt ab von einem mehrgliedrigen Bewertungsprozess (appraisal)

• Primäre Bewertung (primary appraisal)

• Sekundäre Bewertung (secondary appraisal)

• Neubewertung (reappraisal)


Primäre Bewertung (primary appraisal)

subjektive Bewertung der Situation (irrelevant, angenehm-positiv, belastend)

„…Prozess der Kategorisierung einer Situation im Hinblick auf ihreBedeutung für das Wohlergehen des Organismus.“

Schädigung /Bedrohung / Herausforderung


Sekundäre Bewertung (secondary appraisal)

subjektive Einschätzung der in der Situation zur Verfügung stehenden Bewältigungsmöglichkeiten (alle körperlichen, intellektuellen, sozialen und materiellen Ressourcen)

verhaltensorientierte Aktivitäten � problembezogene Bewältigung

intrapsychische Regulation von Emotionen � emotionsbezogene Bewältigung

Wenn beide Formen der kognitiven Bewertung abgeschlossen sind, entscheidet sich für das Individuum,

ob Stress entsteht oder nicht.

eigenen Ressourcen übersteigen in der subjektiven Wahrnehmung

die Gefahren des Reizes

persönlichen Ressourcen reichen nicht aus

Kein Stress Stress


Neubewertung (reappraisal)

• Neubewertung (reappraisal) geschieht nach erfolgter Reaktion

• die stressauslösenden Reize sowie die persönlichen Ressourcen

können neu bzw. anders bewertet und auch neu eingeordnet

werden

Der Prozess der Neubewertung ermöglicht es, Erfahrungen zu sammeln, die bei wiederholtem Auftreten der Person-Umwelt Konstellation berücksichtigt werden. Dadurch wird der Stressprozess dynamisch, aufgleiche Reize kann je nach Erfahrung zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich reagiert werden.

Siehe auch:


Funktion von Stress? Positive Folgen von Stress? Eustress vs Distress?

Funktion von Stress

• Stress ermöglicht dem Organismus, im Vorgriff auf eine Leistungsanforderung (antizipativ) auf Reserven zuzugreifen und so besondere Leistungen zu vollbringen

• Stress kann ein wichtiges Warnsignal sein - adäquate Reaktion auf Bedrohung

• Ein gewisses Maß an Anforderung bzw. Beanspruchung ist notwendig, um die individuelle Funktionstüchtigkeit zu erhalten und weiterzuentwickeln - Ist jede Anforderung gleich Stress?


Eustress vs Distress?

Eustress: positiver Erregungszustand - Stress?

Längerfristige positive Folgen von Stress:

• Stress kann auch den Weg zu einer Neuorientierung im Leben weisen

• Erfolgreiche Bewältigung von Stresssituationen kann das individuelle Selbstwertgefühl und die erlebte Selbstwirksamkeit stärken

• Stress kann dazu führen, dass soziale Unterstützung mobilisiert und als Folge bestehende soziale Netzwerke gestärkt werden


Klassifikation von Theorien anhand ihrer fachwissenschaftlichen Orientierung

• Biologische / Physiologische Stressforschung

• Psychologische Stressforschung

• Sozialpsychologisch-soziologische Stressforschung

Ziel der psychophysiologischen Stressforschung:

- Beschreibung von Anpassungsprozessen und deren

Konsequenzen in verschiedenen physiologischen Systemen

- Aufklärung der Wirkmechanismen

- Analyse der Bedingungen, unter denen diese Prozesse auftreten

Nitsch, 1981; Vossel & Zimmer, 1998

Unser Fokus


Biologische Stresstheorien aus historischer Perspektive:

- Cannon (1929, ´31, ´32): Homöostase - Notfallreaktion

- Selye (1936, ´57) : Stress als unspezifische Reaktion - AAS

- Mason (1968, ´71, ´74): Kritik der Unspezifität

Walter Cannon (1871-1945, USA)

Homöostase: der Organismus ist bemüht, ein konstantes „internes Milieu“ aufrechtzuerhalten – also in einem relativen Gleichgewichtszustand zu verbleiben, der von koordinierten physiologischen Prozessen gewährleistet wird


Definition Homöstase:• aus dem griech. abgeleitet: »gleichartig, ähnlich«• das ständige Bestreben des Organismus, verschiedene physiologischeFunktionen (wie Körpertemperatur od. Blutzuckerspiegel) einanderanzugleichen und diesen Zustand möglichst konstant zu halten.

• Optimierung der Anpassung an die Umwelt, Minimierung desKräfteaufwandes zur Lebenserhaltung

Stress wird als Kraft angesehen, die den homöostatischenZustand eines Organismus nachhaltig stört

• In diesem Falle wird eine Stressreaktion ausgelöst – die Notfallreaktion• Mobilisierung von Energie zur Wiederherstellung der Homöostase• soll relativ unabhängig von höheren Anteilen des ZNS ablaufen

• Stressreaktion als massive, uniforme Reaktion des sympathischenNervensystems→ Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin aus dem

Nebennierenrindenmark - „Fight or Flight Syndrom“


Notfallreaktion

- Mobilisierung von Energie zur Wiederherstellung der Homöostase

- soll relativ unabhängig von höheren Anteilen des ZNS ablaufen

- Stressreaktion als massive, uniforme Reaktion des sympathischen Nervensystems

�� Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin aus dem Nebennierenrindenmark - „Fight or Flight Syndrom“

Motilität und Sekretion ↓↓↓↓Magen-Darm Trakt

Durchblutung und Stoffwechsel ↑↑↑↑Gehirn

Freie Fettsäuren ↑↑↑↑Fettgewebe

Milchsäure ↑↑↑↑Muskel

Blutzucker ↑↑↑↑Leber

O2 Versorgung ↑↑↑↑Bronchien

Zentrale Durchblutung und Blutdruck ↑↑↑↑Blutgefäße

Herzminutenvolumen, Puls ↑↑↑↑Herz

SymptomeZielorgane

Symptome des „Fight or Flight Syndroms“ - Katecholaminwirkung

Fight

or

Flight


Hans Selye (1907 Wien; 1982 Montreal)

Definiert Stress als unspezifische Reaktion des Organismus auf jede Anforderung

Belege aus Tierexperimenten:

Verschiedenen Bedingungen wie Vergiftung, Hitze- und Kälteexposition, Schmerzinduktion, körperlicher Immobilisierung, Elektroschocks u.a.m. führten zu drei charakteristischen Veränderungen (Stresstrias):

1. Vergrößerung der Nebennierenrinde

2. Schrumpfung lymphatischer Organe

3. Geschwürbildung im Magen-Darm-Trakt

� Formulierung des AAS: Allgemeines Adaptations Syndrom

(GAS: General Adaptation Syndrom)


Allgemeines Adaptations Syndrom• Beschreibt das Syndrom, das aus allen unspezifisch

hervorgerufenen Veränderungen besteht, die durch Stress ausgelöst werden.

• Beschreibt insbesondere, wie sich diese Veränderungen im Zeitablauf bei kontinuierlicher Einwirkung eines Stressors relativ hoher Intensität entwickeln � Funktion: Mobilisierung von Energiereserven

Alarmreaktion

Widerstandsphase

Erschöpfungsphase


Alarmreaktion:

Unterteilung in Schockphase und Gegenschockphase

1. Schockphase:• Senkung der Körpertemperatur& des Muskeltonus, • Blutdruckabfall, Blutzuckerabfall• beginnende Geschwürbildung im Magen-Darm-Bereich• Dauer (abhängig Intensität des Stressors): wenige Min bis 24 h

2. Gegenschockphase:• Vergrößerung der Nebennierenrinde

� vermehrte Ausschüttung der Nebennierenrindenhormone• Zerstörung von lymphatischem Gewebe


Widerstandsphase:

Bei weiterer kontinuierlicher Einwirkung des Stressors:→ Organismus tritt in die Widerstandsphase ein

Hauptmerkmal:• gesteigerte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem ursprünglichenStressor

• reduzierte Widerstandsfähigkeit gegenüber neuen Stressoren

Die während der Alarmreaktion beobachteten morphologischen und biochemischen Veränderungen verschwinden entweder, oder es treten Veränderungen in entgegengesetzter Richtung auf.


Erschöpfungsphase:

alle unspezifischen Reaktionen als Folge einer weiteren kontinuierlichen Einwirkung des ursprünglichen Stressors

Charakteristisch:• Verlust der während der Widerstandsphase erreichten Anpassung anden Stressor

• erneutes Auftreten von zahlreichen Symptomen der Alarmreaktion,diese sind nun allerdings kaum mehr reversibel

Diese Phase endet im Extremfall mit dem Tod des Organismus:


Zu beachten:

Selye beschäftigte sich mit Tieren und in der Wahrnehmung der Tiere lebensbedrohlichen Situationen

� Unter diesen Umständen beobachtet man die von Selye beschriebene

Stresstrias

� eine genaue Übertragung auf den ist Menschen nicht möglich

Vergrößerung der Nebennierenrinde

Schrumpfung lymphatischer Organe

Geschwürbildung im Magen-Darm-Trakt


Selye war einer der ersten Forscher, der der betonte, dass Anpassungsreaktionen unter lang anhaltenden Bedingungen Krankheiten verursachen kann.

Der Verlauf der hormonellen Stressreaktion und die besondere Bedeutung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrindenachse(HHNA), wie von Selye beschrieben, wird auch heute noch weitgehend akzeptiert, das Konzept der Unspezifizität wurde allerdings verfeinert

� Theorie von Mason

„To be only a bit facetious, stress physiologyexists only because this man was both a very insightful scientist and somewhat ineptat handling rats“ (Sapolsky, 1994)


Psychoneuroendokrinologie

1969: Gründung der

International Society for Psychoneuroendocrinology(ISPNE)

• Gemeinsame Fragestellungen aus Psychologie, Psychiatrie und Endokrinolgie

• Interaktionen zwischen Gehirn, hormonellen Systemen und Verhalten

• Klinische Anwendungen


John Mason - Revision der Selye´schen Stresstheorie

• Kritisierte das Konzept der Unspezifität

• Mason vermutete, dass physiologisch schädigende Reize nur auf Grund ihres gleichzeitigen Einflusses auf psychische Prozesse die (von Selye beschriebene) hormonelle Reaktion auslösen.

„The stress concept should not be regarded primarilyas a physiological concept but rather as a behavioralconcept“ (Mason, 1971)


Experimente zum Nachweis dieser Hypothese

Versuch, psychische Einflüsse bei der Applikation physikalischer Stressoren zu minimieren

Bedingung 1:

Plötzliche Erhöhungder Raumtemperatur um 8° C

� deutliche Stressreaktion

� gemessen über 17-OHCS Werte

(17- Hydroxycorticosteroide, Cortisolabbauprodukt)

Bedingung 2:

graduelle Steigerung um 0,5° C pro Stunde

� keine Erhöhung der 17-OHCS Werte (sogar schwacher Abfall)


Ohne emotionale Bedrohung ist kein AAS zu beobachten

• Es erfolgt eine Bewertung der Bedrohlichkeit im Organismus

• Die Begleitende Erregung ist der entscheidende Mediator der Stressreaktion

• Situationsvarianz bei der Auslösung von Stressreaktionen �keine Unspezifität

• Adaptiver Wert der Stressreaktion = Bahnung von Verhaltensveränderungen


Ergebnisse stellen das Konzept der Unspezifität in Frage: alle Reize, die eine spezifische Anpassungsreaktion erfordern, müssten zur Stressreaktion führen.

versus

Mason: die Stressreaktion tritt nur dann auf, wenn die Stressoren den Organismus gleichzeitig auch in einen Zustand erhöhter emotionaler Erregung versetzen



Zentral für eine Aktivierung der HHNA ist die emotionale Reaktion auf den Stressor und nicht der Stressor selbst

Merkmale von Situationen, die zuverlässig eine Stressreaktion auslösen:

• Neuheit

• Unvorhersehbarkeit

• Unsicherheit

• Involviertheit (ego-involvement)

• Anstrengung (trying)

So definiert Mason Stress als eine sehr spezifische Anpassungsleistung des Organismus in Einbezug der individuellen emotionalen Reaktionen

„Psychological influences are among the most potent natural stimuli known to affect pituitary-adrenal cortical activity“(Mason, 1968)


If you are a zebra running for your life or a lion sprintingfor your meal, your body´s physiological responsemechanisms are superbly adapted for dealing with such short term emergencies.

(Sapolsky, 2004)

• Cannon sah die „fight-flight Reaktion“ in einem sehr positiven

Licht.

Der Körper ist in der Lage verschiedenste Stressoren zu

bewältigen.

Buchtitel wie: „The Wisdom of the Body“

• Trotzdem kann Stress krank machen......Warum?


SchlafstörungenDepression

GastrointestinaleErkrankungen

PosttraumatischeBelastungsstörung

Anorexia Nervosa

Chronisches Müdigkeitssyndrom

Burnout

Fibromyalgie

Rheumathoide Arthritis

Atopische Dermatitis

KardiovaskuläreErkrankungen

Metabolisches Syndrom

Gesundheitsstörungen mit Stress-Bezug


Allostase & Allostatic Load (McEwen, 1998)

Allostase:„stability through change“

ursprünglich zur Beschreibung der Anpassungsleistung des kardiovaskulären Systems an den ständigen Wechsel zwischen Ruhe- und Aktivitätszuständen (Sterling & Eyer)

2 Annahmen des Homöostase-Konzeptes:• es gibt einen optimalen Level (set-point) für jeden Parameterim Körper

• dieser wird durch lokale Mechanismen reguliert

Allostase: „viele Wege führen nach Rom“• das Gehirn koordiniert Veränderungen in verschiedenenKörpersystemen, Veränderungen im Verhalten eingeschlossen

• allostatische Veränderungen können auch antizipativ erfolgen


Allostase & Allostatic Load (McEwen, 1998)

Allostatic Load (AL):"the wear and tear that the body experiences due to repeated cycles of allostasis as well as theinefficient turning-on or shutting off of theseresponses“

Differenzierung zwischen akutem vs chronischem Stress

„A large body of evidence suggests that stress-related diseaseemerges, predominantly out of the fact that we so oftenactivate a physiological system that has evolved for acutephysical emergencies, but we turn it on for months on end, worrying about mortgages, relationships and promotions.“

(Sapolsky, 2004)


Allostastic Load

Bei akuter Bedrohung sind Anpassungsprozesse gesund, sinnvoll und lebensnotwendig.


Was aber passiert, wenn die betroffenen Systeme dauerhaft aus dem Gleichgewicht geraten


Allostastic Load

McEwen (1999) N Engl J Med, 338(3):171-9


AL-Index

empirisch ermittelt

Personen im höchsten bzw. niedrigsten

Quartil erhalten pro Parameter einen Punkt

Allostatic Load-Index

DHEADHEADHEADHEA----SSSSCortisolCortisolCortisolCortisolAdrenalinAdrenalinAdrenalinAdrenalinNoradrenalinNoradrenalinNoradrenalinNoradrenalinHbA1cHbA1cHbA1cHbA1cRatio: Ratio: Ratio: Ratio: HDL/GesamtcholestHDL/GesamtcholestHDL/GesamtcholestHDL/Gesamtcholest. . . .

HDLHDLHDLHDL----CholesterinCholesterinCholesterinCholesterin

Waist/HipWaist/HipWaist/HipWaist/Hip----RatioRatioRatioRatio (WHR)(WHR)(WHR)(WHR)

Diastolischer BlutdruckDiastolischer BlutdruckDiastolischer BlutdruckDiastolischer Blutdruck

SystolischerSystolischerSystolischerSystolischer BlutdruckBlutdruckBlutdruckBlutdruckParameter


Outcome-Parameter

• Höherer AL-Summenscore ist Prädiktor für:

– ein erhöhtes Risiko für kardiovakuläre Erkrankungen

– physiologische und kognitive Abbauprozesse

– Sterblichkeit

Höhere AL-Summenwerte bei Lehrern, die unter Erschöpfungssymptomen leiden und ihre Arbeitssituation als belastend empfinden.

Bellingrath et al. (in press)


Was genau passiert bei der physiologischen Stressantwort?

Zwei (drei) zentrale physiologische Stressreaktionen:

• Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrindeachse(HHNA)

• Sympathomedulläres System

• (Immunsystem)

� nächste Stunde

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Biopsychologie: Ausgewählte Probleme · Konzept handelt “(Levine& Ursin ... Komponenten interagieren miteinander Komplexes System, das andere biologische Prozesse beeinflusst und