Stress by acute inflammation in humans: Effects on brain activity, neuropsychological performance and social behavior
Final Report Abstract
Als physiologischer Stressor führen Entzündungsreaktionen zu einer vermehrten Ausschüttung peripherer Zytokine und können neuropsychologische Funktionen, Verhalten und Befinden beeinflussen. Das Ziel des Forschungsvorhabens war zum einen die Effekte einer akuten Inflammation auf Stimmungslage, Lern- und Gedächtnisleistungen sowie soziale Kognition und die damit korrespondierenden Aktivierungsänderungen im ZNS zu analysieren. Die i.v. Applikation des Endotoxins Lipopolysaccharid (LPS) induzierte bei gesunden männlichen Probanden eine akute Entzündungsreaktion, die durch ausgeprägte Anstiege von pro- (IL-6, TNFalpha) und anti-inflammatorischen (IL-1ra, IL-10) Zytokinen sowie neuroendokrinen Parametern wie Cortisol, ACTH und Noradrenalin charakterisiert war. Körpertemperatur und Herzfrequenz waren nach LPS-Gabe signifikant erhöht und die Stimmungslage Dosis-abhängig beeinträchtigt. LPS induzierte darüber hinaus eine erhöhte Speichel-Alpha-Amylase-Aktivität, die mit dem Noradrenalinspiegel im Plasma korrelierte. Des Weiteren konnten Dosis-abhängige Effekte auf das Arbeitsgedächtnis sowie das Langzeitgedächtnis für emotionale Stimuli beobachtet werden. Die fMRT Befunde dokumentieren während einer Emotionsverarbeitungsaufgabe eine erhöhte neuronale Aktivität in Hirnarealen nach LPS-Applikation die relevant für die kognitive Emotionskontrolle sind. Die soziale Kognitionsleistung wurde durch die periphere Entzündungsreaktion nicht beeinflusst. Jedoch konnte im MRT eine erhöhte Aktivierung in neuralen Strukturen gefunden werden, die für soziale Kognition bedeutend sind. Die in diesem Forschungsvorhaben zusätzlich bearbeiteten Fragestellungen zeigten eine deutliche Aktivitätssteigerung des Speichelenzyms alpha-Amylase durch den physiologischen Stressor sowie eine konditionierte Geruchsaversion, jedoch keine konditionierte Immunreaktion wenn LPS im Konditionierungsparadigma als unkonditionierter Stimulus eingesetzt wird. Diese Forschungsarbeiten zu den Auswirkungen einer akuten peripheren Entzündungsreaktion auf neuropsychologische Funktionen, Lern- und Gedächtnisprozesse tragen zum besseren grundlegenden Verständnis zum Einfluss peripherer Immunprozesse beim Menschen auf neuropsychologische Prozesse, Verhalten und Befinden und deren mögliche Rolle im Rahmen pathophysiologischer Mechanismen bei neuropsychiatrischen Erkrankungen bei.
Publications
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