Essay

Psychoneuroendokrinologie

Jürgen Hennig und Petra Netter

Bedeutung im Rahmen der Psychologie
Die Psychoneuroendokrinologie (PNE) beschäftigt sich mit der Bedeutung von Hormonen für psychische Funktionen oder Eigenschaften. Hormone sind körpereigene Stoffe, die mannigfaltige physische und psychische Funktionen (Wachstum, Ernährung, Stoffwechsel, Entwicklung, Reifung, Fortpflanzung, Leistung usw.) des Organismus steuern. Die PNE hat eine Bedeutung für fast alle Teildisziplinen der Psychologie (Entwicklungspsychologie, Allgemeine Psychologie (Hunger, Schlaf, Sexualität, Schmerz, Motivation und Emotion), Differentielle Psychologie, Klinische Psychologie, zum Teil auch Arbeitspsychologie und Sozialpsychologie). Sie dient der Erhellung von Mediatoren, Moderatorenund Mechanismen genuiner oder umweltbedingter Änderungenvon Befinden, Motivation und Verhalten, zur Aufdeckung zugrundeliegender Mechanismen psychoneuroimmunologischer Reaktionen, zur Kennzeichnung von biologischen Korrelaten habitueller Persönlichkeitsunterschiede, zur Charakterisierung stimulusspezifischer Reaktionsmuster.

Ansätze der PNE
Grundsätzlich lassen sich psychoendokrinologische Erkenntnisse auf zwei Wegen gewinnen: a) Manipulation der Hormone (Applikation, Stimulation, Blockade) mit Betrachtung ihrer Auswirkung auf psychische Funktionen. Im Tierversuch (Ethik und Tierversuche) finden zusätzlich Exstirpation von Drüsen oder chemische bzw. physikalische Inaktivierung nervaler, für die Hormonregulation wichtiger, Bahnen Anwendung. b) Manipulation von psychischen Prozessen (z.B. durch psychische Belastungen, positive emotionale Stimuli, Leistungsaufgaben, Sozialverhalten aber auch Schlaf-, Eß- und Sexualverhalten) mit Betrachtung hormoneller Änderungen als abhängiger Variable.
Neben diesen experimentellen Ansätzen können auf korrelativer Basis Zusammenhänge zwischen Hormon-Basis- oder -Reaktionswerten mit überdauernden Persönlichkeitseigenschaften oder mit aktuellen Verhaltens- und Befindensmaßen in Beziehung gesetzt werden. Hierzu zählen auch im Sinne von Ansatz 1 (psychische Funktionen oder Eigenschaften als abhängige Variablen) Gruppenvergleiche von unterschiedlichen Phasen der Hormonregulation (z.B. Vergleich von Tageszeiten mit unterschiedlichen zirkadian bedingten Hormonspiegeln, von Zyklusphasen von Schwangeren und Nichtschwangeren, von Patienten mit hormonellen Störungen resp. chirurgischen Eingriffen an Hormondrüsen und Gesunden). Im Sinne von Ansatz 2 (Hormonspiegel = abhängige Variablen) wären Vergleiche heranzuziehen zwischen Patienten mit psychischen Störungen (Angst, Depression, Impulskontrollstörungen) und Gesunden, Vergleiche von Personen unterschiedlicher Persönlichkeitsausprägung (z.B. von Neurotizismus, Impulsivität, Ängstlichkeit) resp. unterschiedlicher psychosozialer Lebensumstände und Anamnesen.

Einflüsse von Hormonen auf Verhalten und Befinden
Hier sollen beispielhaft mehrere Systeme behandelt werden, wobei das Hauptaugenmerk auf Ergebnisse an gesunden Probanden gelegt wird.
1) Applikation von Hormonen der HPA-Achse: Eine Reihe von Experimenten ist mit der Applikation von Hydrocortison (= Kortisol) auf Schlafverhalten, Sinnesschwellen und Leistungsmasse durchgeführt worden, wobei sich zeigt, daß die Stimulation der Glukokortikoidrezeptoren durch Dexamethason und Kortisol eher den REM-Schlaf, die Stimulation der Mineralokortikoidrezeptoren eher den Tiefschlaf beeinflusst. Hinsichtlich kognitiver Leistungen spricht vieles dafür, daß Mineralokortikoide die Informationsverarbeitung für Anpassungsleistungen, Glukokortikoide die Informationsspeicherung erleichtern. Eine positive Wirkung exogen zugeführten Hydrocortisons auf die subjektive Aktiviertheit, aber auch eine Erhöhung der Geruchs-, Geschmacks- und Hörschwellen sowie Gedächtnisbeeinträchtigungen und im evozierten Potential des EEG eher eine Vigilanzreduktion konnten nachgewiesen werden. Ein anderes Glukokortikoid, das Dexamethason, hat grosse Bedeutung als klinischer Test erlangt, da es aufgrund der oben beschriebenen Rückkopplungsprozesse eine verminderte Aktivität der HHNA, z.B. bei endogen Depressiven, anzeigt, die häufig nicht die erwartete Kortisolsuppression zeigen, was sich durch Stimulation mit CRH verdeutlichen lässt. Für die Applikation von ACTH werden anxiogene Effekte berichtet und für Fragmente dieses Peptids Verbesserungen von Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Motivation.
2) Applikation von Gonadenhormonen: Die Verabreichung von Testosteron, Östrogen, Progesteron geschieht häufig im Kontext klinisch-therapeutischer Absichten bei Hormonstörungen der Gonadenachse. Es ist zu vermerken, daß die Applikation von Androgenen weder bei Personen mit hormonalem Defizit noch bei gesunden Probanden Veränderungen des Aggressionsverhaltens hervorruft, obwohl eine positive Beziehung in Korrelationsstudien einheitlich nachgewiesen werden kann. Es haben sich jedoch bereits in den 50er Jahren bei Leistungsbeeinträchtigungen älterer Probanden Verbesserungen von Aufmerksamkeit und Konzentrationsleistung durch Keimdrüsenhormone nachweisen lassen, und bei Akutgaben von Androgenen zeigen sich EEG-Veränderungen und Leistungseffekte ähnlich denen von Amphetaminen (Verbesserung der Vigilanz und Aufmerksamkeit, Verkürzung von Reaktionszeiten). Pränatale Einflüsse der bereits von Feten sezernierten oder aus therapeutischen Gründen an die Mutter verabreichten Hormone bestimmen den sexuellen Dimorphismus des Gehirns, der nicht nur in morphologischen Differenzen bestimmter Hirnzentren zwischen männlichen und weiblichen Organismen und unterschiedlichen Sekretionsmustern der für die Gonadenfunktion relevanten Peptide besteht, sondern auch das spätere Verhalten determiniert (z.B. besseres räumliches Vorstellungsvermögen, stärkere motorische Aktivität, stärkere Aggressionstendenzen bei männlichen Kindern durch Androsteroide und negative Zusammenhänge von Testosteron und Ängstlichkeit bei Jungen).
Hieraus darf auf die Funktion der Hormone als Element der Bahnung in sensiblen Entwicklungsphasen geschlossen werden. Gestagene dagegen zeigen im EEG eher das Profil von anxiolytischen Substanzen. Weitere Aufschlüsse über Hormoneffekte, speziell im Entwicklungsverlauf, ergeben sich aus Tierversuchen, in welchen bei Geburt oder nach Erreichen der Geschlechtsreife die Produktion der Gonadenhormone durch Drüsenexstirpation unterbunden oder durch Applikation nach Kastration neu implementiert wurden. Es zeigt sich, daß die Wirkung von Testosteron resp. Östrogenen auf Aggressionsinduktion resp. Angstreduktion von der Entwicklungsphase abhängt, in der der Eingriff stattfand.
3) Applikation von Peptiden: Zur Auslösung von psychischen Effekten durch Peptide reicht oft die Verabreichung von Dosierungen im Nanogrammbereich (auch über die Nasenschleimhaut). Gedächtnisverbesserungen sind z.B. für Fragmente des ACTH, z.T. auch für ADH, nachgewiesen. Eine Reduktion des REM-Schlafes läßt sich durch ACTH und CRH, eine Erhöhung durch CCK erreichen, das auch eine drastische Reduktion des Appetits (bei gleichzeitiger Übelkeit) auslöst und zugleich, wie in schwächerer Form ACTH und CRH, anxiogene Effekte hat. Die Analgesie wird durch CCK ebenfalls herabgesetzt, aber durch Endorphin, Oxytozin und Substanz P gefördert. Letztere hat offenbar auch depressiogene Effekte, da ihr Antagonist jüngst als Antidepressivum entdeckt wurde.
4) Vergleich von endokrin Kranken und Gesunden: Viele psychoneuroendokrine Beziehungen sind durch Untersuchungen von Patienten mit hormonalen Störungen erhellt worden. So weiß man, daß z.B. die Überfunktion der Schilddrüse in erster Linie mit Ängstlichkeit, Reizbarkeit und Schlafstörungen einhergeht, und daß Depressivität, kognitive Beeinträchtigung (Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Vigilanz, psychomotorische Leistung) sowohl mit Über- wie mit Unterfunktion assoziiert sind. Ebenso ist die Bedeutung hypophysär gesteuerter Hormone für Antrieb und Stimmung bekannt aus Untersuchungen an Patienten mit Hormonmangelerkrankungen (z.B. Morbus Addison: Kortisolmangel; Hypopituitarismus: Reduktion aller Hypophysenhormone) und solchen mit bestimmten Überfunktionen (z.B. Morbus Cushing: Kortisol, Adenome der Hypophyse usw.). Bei Mangelerscheinungen zeigen sich meist extreme Schwäche und Antriebsstörungen, bei Überfunktion, je nach Hormon, diverse Auslenkungen, meist jedoch auch in Form von dysphorischer Stimmung und Konzentrationsstörungen.

Einflüsse von Verhalten und Befinden auf Hormone
1) Stimuli mit negativer Valenz. Die meisten Ergebnisse der Untersuchung von Verhalten und Befinden auf Hormone stammen aus der Belastungsforschung, die Streßreaktionen nach Stimuli (Kontrollierbarkeit, Vorhersagbarkeit, Neuigkeit, Streßart) einteilt und das Streßbewältigungserleben der Personen heranzieht (Streß). Außer aktuellen Befindens- und physiologischen Maßen werden Veränderungen der Hormonsysteme untersucht. Als Stressoren wurden eingesetzt erregende Filme, Examen, öffentliche Rede, Kopfrechnen, Mißerfolgsinduktion, Antizipationsspannung, phobische Stimuli, physische Stressoren (Schmerz, Anstrengung, Hitze, Kälte). Die ausgelösten Hormonmuster sind jedoch häufig ähnlich (z.B. Cortisolanstieg bei fast allen stärkeren Stressoren). Eine Ausnahme bildet z.B. die Ekelemotion, bei der der Hormonanstieg ausbleibt. Längerfristig einwirkende Stressoren, wie kritische Lebensereignisse (z.B. krebskranke Angehörige, Scheidung, Arbeitslosigkeit, Tod von Angehörigen), haben längerfristige Cortisolauslenkungen zur Folge (Life-Event-Forschung).
Korrelationen zwischen Änderungen der hormonalen und emotionalen Auslenkung gibt es jedoch kaum. Dies liegt vermutlich an den hormonalen Rückkopplungsprozessen (s. Regulation der Hormone).
Die Auslenkung der hormonellen Streßreaktion kann als homöostatisches Prinzip verstanden werden, bei welchem inhibitorische Hormone (z.B. Cortisol) die Anstiege der exzitatorischen (z.B. PRL und NA) zurückregulieren.
Z.T. kann eine streßinduzierte Reduktion von Hormonen, wie z.B. bei TSH und GH, auch als energiesparende Reaktion aufgefaßt werden. Das Gleiche gilt für die Reduktion der LH-Freisetzung bei chronischem Streß, während akuter Streß häufig eine Ausschüttung der Reproduktionshormone mit sich bringt. Eine unterschiedliche Ansprechbarkeit bei akutem und chronischem Streß findet sich nicht nur in der HPG-Achse, sondern auch in anderen Systemen. Weitere Beispiele für Reaktionen auf akute Stressoren sind die Reduktion von TSH auf starke körperliche Belastung, TRH-Anstieg auf kurzfristige Lärm- oder Kälteexposition, ADH-Anstiege bei der Kombination physischer und psychischer Belastungen, speziell bei Veränderung der Plasmaosmolalität sowie bei Sport, Operationen oder psychischem Streß.
Außer negativ bewerteten Stressoren ist der Wegfall positiver Reize vor allem im Kontext der Deprivationsforschung untersucht worden. Der Entzug von Belohnung führt dabei zur Aktivierung der HHN-Achse bei gleichzeitiger Reduktion der HPGA-Aktivität. Dies gilt für den Entzug von Schlaf, Nahrung und sozialer Zuwendung. Besonders involviert sind GH, Cortisol und die Hormone der HPGA (Beispiel: Amenorrhoe bei Anorexia nervosa). Die Separation von Jungtieren von ihrem Muttertier führt zu profunden, endokrinologischen Störungen mit einer langandauernden erhöhten HHNA-Vulnerabilität im Erwachsenenalter. Stressoren verschieben nicht nur das Hormonniveau, sondern auch Phasen und Rhythmizität (z.B. Zyklusstörungen bei Schichtarbeit, Zeitzonenwechsel und auch bei Erkrankungen.
Schließlich ist noch erwähnenswert, daß nicht nur der Stressor selbst, sondern seine Wahrnehmung durch das Individuum als positiv oder negativ Unterschiede in der Hormonausschüttung bewirkt (z.B. Testosteronanstiege bei siegreichen und -abfall bei unterlegenen Schach- oder Tennisspielen, oder auch Testosteronabfall beim ersten angstfreien und Testostereonanstieg bei später angstfrei und lustvoll erlebten Sprüngen von Fallschirmspringern).
2) Stimuli mit positiver Valenz: Weitaus seltener wurden Überlegungen verfolgt, welche hormonelle Konsequenzen von positiv erlebten Situationen ausgehen. Es zeigt sich jedoch, daß sich als angenehm erlebter sozialer Kontakt ebenfalls mit hormonellen Reaktionen verbindet (insbesondere Oxytozinanstieg). Hochleistungssport kann nicht nur Euphorie erzeugen, sonder auch analgetische Effekte haben, da endogene Opiate (z.B. Endorphin) freigesetzt werden, die für beides verantwortlich sind. Auch extreme, kurzfristige Belastungen (z.B. Bungee-Jumping) verbinden sich mit Endorphin-Ausschüttungen und Hochgefühlen, wobei parallele Verläufe oder auch Korrelationen keine Rückschlüsse auf die kausale Beziehung zwischen Neuropeptid und Emotion geben können. Es liegen darüber hinaus Hinweise aus dem Bereich der Emotionsinduktion vor, daß sich Freude und Heiterkeit ebenfalls mit einer Aktivierung der HHNA und des sympathiko-medullären Systems verbinden können, und daß die Auslenkungen aber sehr viel geringer ausfallen als im Stressgeschehen. Zusätzlich treten nach Nahrungs- und Genussmittelkonsum endokrinologische Veränderungen auf. Zum Beispiel ist bekannt, daß Rauchen zu Kortisol- und PRL-Anstieg führt. Habituelle Raucher sind durch eine geringere Stimulierbarkeit der HHNA gekennzeichnet. Bedenkt man nun, daß sich Hinweise auf eine mögliche Rolle des Kortisols an der Vermittlung von Belohnungserleben häufen, ist nicht auszuschliessen, daß die (reduzierte) Achsenaktivität Einfluss auf den motivationalen Zustand des Rauchers ausübt und das Verlangen nach Nikotin Ausdruck einer endokrinologischen Subsensitivität ist. Die Liste endokrinologisch relevanter Verhaltensweisen ließe sich umfangreich erweitern, wobei immer festzuhalten ist, daß die hier gewählte Gliederung der Realität nicht entspricht, da eine isolierte Beschreibung von Verhaltenseffekten auf hormonelle Parameter oftmals dem Umstand nicht Rechnung trägt, daß bereits eingesetzte biologische Reaktionen das Verhalten geprägt haben, welches man gerne als Ursache für die Hormonreaktion heranziehen würde.

Literatur
Becker, K. L. (Hrsg.) (1990). Principles and practice of endocrinology and metabolism. Philadelphia: Lippingcott Comp.
Birbaumer, N. & Schmidt, R.F. (1996). Biologische Psychologie. Berlin: Springer.
Kirschbaum, C. & Hellhammer, D. (Hrsg.) (1999). Psychoendokrinologie und Psychoimmunologie. Göttingen: Hogrefe.
Nemeroff, C. B. & Loosen, P. T. (Hrsg.) (1997). Handbook of psychoneuroendocrinology. New York: The Guilford Press.
Silbernagl, S. & Despopoulos, A. (1983). Taschenatlas der Physiologie. Stuttgart: Thieme.
Touitou, Y. & Haus, E. (Hrsg.) (1994). Biologic rhythms in clinical and laboratory medicine. Berlin: Springer.