Psychoneuroendokrinologie

Die Psychoneuroendokrinologie untersucht die wechselseitigen Zusammenhänge zwischen Verhalten und Erleben einerseits und endokrinen Funktionen andererseits. Die PNE ist eine relativ junge Disziplin, wie die wissenschaftliche Psychologie insgesamt. Die Zielrichtung ist die Erforschung psychischer und neurologischer Erkrankungen. Diese Forschungsbereiche befinden sich jedoch noch im Stadium der Grundlagenforschung.

Es gibt mehrere benachbarte Wissenschaftsdisziplinen, die sich in ihren Forschungsgebieten teilweise überschneiden:

• die Endokrinologie ist die Lehre von den Hormonen.
• die Neuroendokrinologie beschäftigt sich mit den Zusammenhängen zwischen dem Hormonsystem und dem Nervensystem
• die Psychoneuroimmunologie beschäftigt sich mit den Zusammenhängen von Psyche, Nervensystem und Immunsystem.
• die Neuropsychologie beschäftigt sich mit der Variation physiologischer Prozesse im zentralen Nervensystem und deren Auswirkungen auf psychische Prozesse.

Forschungsgegenstand der Psychoneuroendokrinologie

→ Hauptartikel Hormone

In der Psychoneuroendokrinologie werden endokrine Prozesse im Kontext der Psychologie untersucht. Forschungsgegenstand sind dabei hormonelle Prozesse vorwiegend folgender endokriner Drüsen:

• Epiphyse
• Hypothalamus
• Adenohypophyse
• Neurohypophyse      
• Schilddrüse und Nebenschilddrüsen
• Nebennieren                                                     

• Das Gastroenteropankreatische endokrine System (GEP) - Zwölffinger- und Dünndarm - Pankreas - exokrines Drüsengewebe: Langerhans-Zellen

• Gonaden
• Plazenta
• Haut

Folglich wird die Rolle verschiedener Botenstoffe für psychologische Prozesse untersucht:

Allgemein können Hormone als chemische Signalstoffe definiert werden, die in speziellen Zellen produziert und meist über den Blutstrom in verschiedene Körperregionen transportiert werden. Dort zeigen sie ihre spezifische Wirkung. Grundlegend wird diese Wirkung durch Bindung an einen Rezeptor entfaltet. Es werden exokrine und endokrine Drüsen unterschieden, wobei endokrine Drüsen Hormone direkt ins Blut, in die Lymphe oder ins Gewebe sezernieren.

Von Hormonen unterschieden werden Neurotransmitter. Diese Botenstoffe werden in den synaptischen Spalt zwischen zwei Nervenzellen ausgeschüttet, um an der postsynaptischen Nervenzelle ihre Wirkung zu entfalten.

Des Weiteren gibt es funktionelle Zwischenformen (zwischen Hormon und Neurotransmitter), sogenannte Neuropeptide.

Es lassen sich ferner verschiedene Klassen von Botenstoffen je nach chemischer Struktur unterscheiden: Steroidhormone und andere Stoffe, Aminosäurederivate, Peptid- oder Proteinhormone.

Kommunikationswege von Hormonen

Um entsprechend ihrer Funktion wirken zu können, müssen Hormone mit dem Körper kommunizieren. Vier verschiedene Kommunikationswege sind weitgehend belegt.

Die synaptische Kommunikation in chemischen Synapsen erfolgt durch die Freisetzung eines Transmitters. Dieser diffundiert durch den synaptischen Spalt und wirkt dann auf eine andere Zelle.

Als autokrine Sekretion wird die Kommunikation von Hormonen bezeichnet, die nicht nur andere Zellen beeinflussen, sondern auch durch Rückkopplungsmechanismus die eigene Zelle beeinflussen.

Parakrine Sekretion bezeichnet die Freisetzung von Hormonen aus einer Zelle, die durch den extrazellulären Raum diffundieren und die unmittelbar benachbarten Zellen beeinflussen.

Bei der endokrinen Kommunikation werden Hormone in einer endokrinen Drüsen gebildet und gelangen durch Freisetzung in die Blutbahn und können so alle Körperzellen mit entsprechendem Rezeptor beeinflussen. Eine Unterkategorie der endokrinen Kommunikation bildet die neuroendokrine Kommunikation. Dabei wird die endokrine Zelle durch synaptische Kommunikation dahingehend beeinflusst, das Hormon in der Blutbahn freizusetzen.

Homöostase

Grundsätzlich ist der Körper bei der endokrinen Kommunikation um Homöostase, also Gleichgewicht, bemüht. Dabei stellen endokrine Steuerungs- und Rückmeldemechanismen das Gleichgewicht wieder ein. Entweder wird dies durch die unregelmäßige Hormonfreisetzung erreicht, die oft einer zirkadianen Rhythmik folgt oder die Zelle nutzt die bereits beschriebenen auto- und parakrinen Feedbackprozesse. Letzteres ist besonders wichtig für die reziproke Kommunikation zwischen Gehirn und Körperperipherie.

Hormonachsen

Im Folgenden werden die zwei am besten untersuchten Hormonachsen im Rahmen der Psychoendokrinologie, die HHNA sowie die HHGA, genauer vorgestellt. Beide stellen einen Kreislauf dar, der über Feedforward- und Feedback-Prozesse geregelt wird: Die Signalübertragung beginnt jeweils mit einem Impuls aus dem Hypothalamus, der die Abgabe von Hormonen ins Blut an der jeweiligen Zieldrüse zur Folge hat. Schließlich unterbinden Rückkopplungsmechanismen zum Hypothalamus die weitere Hormonausschüttung.

Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHNA)

→ Hauptartikel Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse

Die HHNA zeigt einen circadianen Rhythmus, aber spielt auch eine zentrale Rolle für die Stressantwort des Körpers, und ist deshalb für die Psychoneuroendokrinologie von zentraler Bedeutung. Bei Auftreten eines Stressors, wie dem plötzlichen Erklingen einer Sirene, wird im Hypothalamus CRH ins Blut ausgeschüttet, das an Rezeptoren des Hypophysenvorderlappens bindet. Dieser reagiert mit Freisetzung von ACTH, das wiederum über die Blutbahn zur Nebennierenrinde transportiert wird und dort an Rezeptoren bindet. Schließlich setzt die Nebennierenrinde als Folge Kortikoide wie Kortisol frei. Diese Hormone leiten die eigentliche Stressantwort, auch bekannt als Fight-or-Flight-Antwort, ein: Der Blutzuckerspiegel steigt, der Blutdruck wird erhöht, das Immunsystem wird weitestgehend unterdrückt und Verdauungsprozesse werden zurückgefahren. Dieser Feedforward-Kaskade stehen Feedbackprozesse gegenüber, um die Stressantwort zu regulieren: Über Bindung der Glukokortikoide an Kortikosteroidrezeptoren des Hypothalamus und der Hypophyse wird die weitere Hormonausschüttung in beiden Gehirnarealen schließlich unterbunden, was wiederum eine gesteigerte Freisetzung von Kortisol in den Nebennieren verhindert und die Homöostase wiederherstellt.

Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HHGA)

Die HHGA reguliert die Produktion und Freisetzung der Geschlechtshormone und unterscheidet sich bei Mann und Frau teilweise stark. Während die Hormonproduktion bei Frauen vom Verlauf des Menstruationszyklus abhängt, ist sie bei Männern über die Zeit größtenteils kontinuierlich. Unabhängig vom Geschlecht beginnt die Signalkaskade durch Freisetzung von GnRH im Hypothalamus. Durch Binden von GnRH an Rezeptoren des Hypophysenvorderlappens schüttet dieser sowohl LH als auch FSH aus, die über die Blutbahn zu den Gonaden wandern. Hier wird die Produktion und Freisetzung der jeweiligen Geschlechtshormone angeregt. Indem geschlechtsspezifische in den Gonaden freigesetzte Hormone schließlich wiederum an Rezeptoren des Hypothalamus und der Hypophyse binden, findet ein negativer Rückkopplungsmechanismus statt. Die Freisetzung von GnRH sowie LH und FSH wird in Folge dessen heruntergefahren.

Verschränkungen mit der Psychoneuroimmunologie

Über die hypophysär-hypothalamische Schnittstelle können zentrale Schaltkreise das endokrine System beeinflussen. Umgekehrt wirken Hormone auf diese neuronalen Schaltkreise ein und beeinflussen Emotionen, Kognition und Verhalten.

Weblinks

• Webseite des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie

Literatur

• C. Heim, G. Meinlschmidt: Biologische Grundlagen. In: U. Ehlert (Hrsg.): Verhaltensmedizin. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-42929-8, S. 17–94.
• Ulrike Ehlert, Roland von Känel (Hrsg.): Psychoendokrinologie und Psychoimmunologie. Springer, Berlin u. a. 2011, ISBN 978-3-642-16963-2.