Stress ist ein allgegenwärtiges Phänomen, das jeden Menschen auf unterschiedliche Weise betrifft. Während manche in Stresssituationen gelassen bleiben, reagieren andere mit deutlichen Anzeichen von Anspannung. Unabhängig von der individuellen Stresstoleranz laufen im Körper jedoch ähnliche Prozesse ab. Dieser Artikel beleuchtet die komplexe Verbindung zwischen Gehirn, Cortisol und dem limbischen System im Zusammenhang mit Stressreaktionen und zeigt auf, wie diese Mechanismen unser Verhalten und unsere Gesundheit beeinflussen können.
Das limbische System als Schaltzentrale der Stressreaktion
Das Gehirn wandelt jede Stresserfahrung innerhalb von Sekunden in biologische Signale um. Eine Schlüsselrolle spielt dabei das limbische System, ein Verbund verschiedener Hirnstrukturen, die tief im Inneren des Gehirns liegen und eine große Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen spielen.
Die Amygdala: Das Angstzentrum
Ein besonders wichtiger Teil des limbischen Systems ist die Amygdala, auch Mandelkern genannt. Die Amygdala ist eine Art "Angstzentrale", die eingehende Signale auf potenzielle Gefahren bewertet. Treffen bei ihr Signale ein, die höhere Aufmerksamkeit erfordern, zum Beispiel, wenn etwas neu oder gefährlich ist, dann feuern ihre Nervenzellen. Wir werden wacher und aufmerksamer. Dies geschieht bereits, bevor wir die Gefahr bewusst erkennen. Ab einer bestimmten Schwelle der Nervenaktivität setzt die Amygdala die Stressreaktion in Gang und aktiviert so die Kampf- und Flucht-Reaktion.
In den Mandelkernen (Corpora Amygdalae) bzw. den Mandelkernneuronen wird der Neurotransmitter Glutamat freigesetzt. Das Glutamat wiederum wirkt auf den Hypothalamus und den Hirnstamm.
Der Hypothalamus: Die Steuerzentrale
Der Hypothalamus ist ein komplexes Gebilde im Zwischenhirn, das grundlegende Funktionen unseres Körpers steuert. Im Hypothalamus aktiviert Glutamat das Stressgen CRH (Corticotropin Releasing Hormon). Der Hypothalamus schüttet hormonelle Botenstoffe aus, unter anderem das Corticotropin-releasing-Hormon. Dieses Hormon wirkt auf die Hirnanhangdrüse im Gehirn - auch Hypophyse genannt. Es sorgt dafür, dass sie ein weiteres Hormon freisetzt, das Adrenocorticotropin, kurz ACTH.
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Die Nebennierenrinde: Cortisol-Produktion
ACTH gelangt mit dem Blut zur Rinde der Nebenniere und veranlasst diese, das Stresshormon Kortisol auszuschütten. Kortisol ist ein lebenswichtiges Glukokortikoid, das auch viele andere Funktionen im Körper hat. Ist es im Übermaß vorhanden, kann es den Körper aber auch schädigen.
Die zwei Wege der Stressreaktion
Um die Kampf- und Fluchtreaktion auszulösen, nutzt die Amygdala zwei Wege:
Der schnelle Weg: Das sympathische Nervensystem
Der schnellere Weg läuft über das sogenannte sympathische Nervensystem, das den Körper auf Aktivität einstimmt. Über die Nervenstränge des sympathische Nervensystem im Rückenmark gelangt die Information "Gefahr" zum Mark der Nebenniere. Dort werden Adrenalin und - in geringerem Maß - Noradrenalin ausgeschüttet. Diese Hormone nennt man auch Katecholamine. Sie treiben zum Beispiel den Herzschlag und den Blutdruck in die Höhe, sorgen für eine größere Spannung der Muskeln und bewirken, dass mehr Blutzucker freigesetzt wird, so dass die Muskelzellen besser versorgt werden können.
Der "langsame" Weg über den Hypothalamus
Parallel informiert die Amygdala den Hypothalamus, dass Gefahr im Verzug ist. Der Hypothalamus schüttet hormonelle Botenstoffe aus, unter anderem das Corticotropin-releasing-Hormon. Dieses Hormon wirkt auf die Hirnanhangdrüse im Gehirn - auch Hypophyse genannt. Es sorgt dafür, dass sie ein weiteres Hormon freisetzt, das Adrenocorticotropin, kurz ACTH. Es gelangt mit dem Blut zur Rinde der Nebenniere und veranlasst diese, das Stresshormon Kortisol auszuschütten.
Zusammen sorgen die Hormone und das sympathische Nervensystem dafür, dass unser Körper mehr Sauerstoff und Energie bekommt, um schnell zu handeln. Gelassenheit kann man lernen.
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Was die Hormone bewirken
- Der Atem beschleunigt sich
- Puls und Blutdruck steigen an
- Die Leber produziert mehr Blutzucker
- Die Milz schwemmt mehr rote Blutkörperchen aus, die den Sauerstoff zu den Muskeln transportieren
- Die Adern in den Muskeln weiten sich. Dadurch werden die Muskeln besser durchblutet
- Der Muskeltonus steigt. Das führt oft zu Verspannungen. Auch Zittern, Fußwippen und Zähneknirschen hängt damit zusammen
- Das Blut gerinnt schneller. Damit schützt sich der Körper vor Blutverlust
- Die Zellen produzieren Botenstoffe, die für die Immunabwehr wichtig sind
- Verdauung und Sexualfunktionen gehen zurück. Das spart Energie
Stress und Gedächtnis
Die Amygdala setzt nicht nur die Stressreaktion in Gang. Sie veranlasst auch eine bedeutende Gedächtnisregion im Gehirn, den ganz in der Nähe gelegenen Hippocampus, sich die stressauslösende Situation gut zu merken. Auf diese Weise lernen wir, uns vor dem Stressor in Acht zu nehmen. Kommen wir erneut in eine derartige Situation, läuft die Stressreaktion noch schneller ab. Forschungen haben gezeigt, dass chronischer Stress die Zellfortsätze im Hippocampus schädigen kann. Sie sind Teil der Nervenzelle und wichtig für die Aufnahme von Information. Schrumpfen sie, wirkt sich das negativ auf das Gedächtnis aus.
Denken und Stress
Auch mit dem "denkenden" Teil des Gehirns ist die Amygdala eng verbunden, vor allem mit einem stammesgeschichtlich jüngeren Teil unseres Hirns, dem Stirnlappen. Er ist wichtig für die Kontrolle der Emotionen. Wie der Name sagt, sitzt er hinter der Stirn. Er wird auch präfrontaler Cortex genannt. Mit seiner Hilfe können wir durch logische Analyse und Denken unsere Emotionen beeinflussen. Er spielt eine große Rolle bei der Bewertung, ob wir einen Stressor für bewältigbar halten oder nicht, und für unser Verhalten in der stressigen Situation. Chronischer Stress allerdings kann den präfrontalen Cortex verändern, so dass es schwieriger wird, sinnvolle Entscheidungen zu treffen.
Eingebaute Stressbremse
Zum Glück regen wir uns meistens nach Stress auch wieder ab. Dabei hilft eine eingebaute Stressbremse. Ist nämlich das Stresshormon Kortisol in ausreichendem Maß im Blut vorhanden, merken das bestimmte Rezeptoren im Drüsensystem und im Gehirn, die Glucocorticoidrezeptoren. Daraufhin stoppt die Nebennierenrinde die Produktion von weiterem Kortisol. Das parasympathische Nervensystem - der Teil des Nervensystems, der unseren Körper zur Ruhe kommen lässt - wird aktiv. Wir werden wieder ruhiger und entspannen uns.
Wenn die Hormone aus dem Ruder laufen
Anders sieht es aus, wenn das Zusammenspiel der Hormone nicht optimal funktioniert. Zum Beispiel, wenn nicht genug Rezeptoren vorhanden sind, die merken könnten, dass genug Kortisol vorhanden ist. Oder wenn die vorhandenen Rezeptoren nicht richtig arbeiten. Dann wird die Achse aus Hypothalamus, Hirnanhangdrüse und Nebenniere zu aktiv. Sie produziert zu viel Kortisol.So etwas kann in schlimmen Fällen zu Denkstörungen, zu Gewebeschwund im Hirn und zu Störungen des Immunsystems führen. Auch die Entstehung von Depressionen wird auf diesen Einfluss zurückgeführt, ebenso Stoffwechselstörungen, die Diabetes fördern.
Frühe traumatische Erfahrungen beeinflussen die Stressreaktion
Intensiver Stress in der frühen Kindheit kann die Arbeitsweise von Genen, die an der Stressreaktion beteiligt sind, so beeinflussen, dass Stresshormone schneller und intensiver ausgeschüttet werden. Das wiesen Neurowissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München an Tieren nach. Dieser Effekt bleibt lebenslang bestehen. Ähnliche Ergebnisse scheint es unter bestimmten genetischen Bedingungen auch bei Menschen zu geben, die ein Trauma erlebt haben, etwa durch eine Naturkatastrophe, durch Missbrauch oder durch Gewalt.
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Epigenetische Veränderungen und Depressionen
Neben den akuten Reaktionen gibt es vermutlich auch lang anhaltende Folgen von Stress. »Wir wissen heute, dass starke Stressoren epigenetische Veränderungen bewirken«, berichtete Bauer. Die Ziele für die Signale sind sogenannte Genschalter, das heißt die regulatorische Sequenz der Gene. So wird auf Dauer die Sensibilität für Stressoren verändert. Beispielsweise sind Wissenschaftler davon überzeugt, dass die Neigung zu Depressionen direkt mit epigenetischen Veränderungen zusammenhängt. Menschen mit Depressionsneigung hätten als Kinder in labilen Bindungsverhältnissen gelebt, so Bauer. Diese Tatsache habe in den Genen Spuren hinterlassen. Aufgrund dieser epigenetischen Veränderungen reagierten diese Menschen äußerst sensibel auf Stress.
Der Trierer Stresstest
Die Effekte des Stresses lassen sich mithilfe eines international anerkannten Tests aus dem Jahr 1993 messen. Eine Arbeitsgruppe unter Professor Dr. Dirk H. Hellhammer von der Abteilung für klinische und physiologische Psychologie der Universität Trier entwickelte einen Versuchsaufbau, der als Trierer Stresstest (TSST = Trier Social Stress Test) bekannt ist. Dieser besteht aus zwei Teilen: Zum einen müssen die Männer und Frauen vor Fremden eine 10-minütige Rede halten, zum anderen Kopfrechenaufgaben lösen. Anschließend bestimmten die Wissenschaftler die Konzentrationen an Cortisol und Noradrenalin im Blut der Probanden. Ihr Ergebnis: Die Cortisol-Spiegel lagen bei den Männern höher als bei den Frauen. »Männer sind stressbiologisch das schwächere Geschlecht«, kommentierte Bauer. Das habe vermutlich evolutionäre Gründe.
Professor Dr. Clemens Kirschbaum vom Lehrstuhl Biopsychologie der Technischen Universität Dresden variierte den Trierer Stresstest. Er wollte herausfinden, ob sich die Stressreaktion der Probanden verändert, wenn sie während der Vorbereitungszeit auf die Rede menschliche Unterstützung erfahren. So erhielt eine Gruppe Zuwendung vom Partner, die zweite von einem Fremden und die dritte wurde allein gelassen. Das Ergebnis bestätigte Kirschbaums Vermutung: Unterstützung baut Stress ab. Allerdings wirkte auf Männer die Partnerin stressreduzierend, auf Frauen hatten hingegen Fremde den größeren Einfluss.
Stressbewältigung: Wege zur Resilienz
Wie sollte man reagieren, wenn der Stress zu viel wird? Der häufigste Rat ist, die Stressoren zu reduzieren. Ein anderer, lohnenswerter Ansatz beruht darauf, die körpereigenen Motivationssysteme zu stärken. Doch wie das neurobiologische System der Stressprotektion genau funktioniert, wird erst seit 20 Jahren erforscht. Die Wissenschaftler interessieren sich vor allem für die Fragen: Wie wird dieses Motivationssystem aktiviert? Das persönliche Stressmanagement steht auf vier Säulen: der Gestaltung zwischenmenschlicher Beziehungen, körperlicher Aktivität, Entspannungsphasen und Ernährung.
Soziale Unterstützung
»Als soziale Wesen brauchen wir das Eingebundensein in eine Gemeinschaft«, sagte Bauer. Auch wenn den Alleinlebenden die Tatsache oft nicht bewusst sei, fehle ihnen die Unterstützung durch Partner und Familie. »Hirnscans zeigen: Die Schmerzregionen werden aktiviert, wenn Menschen sozial ausgegrenzt werden.« Die Zuwendung anderer Menschen aktiviert körpereigene Opioide. So werden im Nucleus acumbens von Krankenhauspatienten mit Schmerzen körpereigene Opioide freigesetzt, wenn der Arzt ihnen Aufmerksamkeit schenkt und sich Zeit für sie nimmt. »Auch dieses Phänomen verdeutlicht wieder die enge Beziehung zwischen Psychologie und Biologie«, so Bauer. Insgesamt gilt: Je besser die zwischenmenschlichen Beziehungen sind, und je mehr Wertschätzung man von seinen Mitmenschen erhält, desto stressresistenter ist man. Entscheidend seien daher folgende Fragen: Gibt es in meinem Leben Bindungen, die mich tragen? Wie häufig sehe ich meine Freunde? Eine weitere wichtige Frage sei in diesem Zusammenhang: Gibt es in meinem Leben ungeklärte Konfliktfelder? Habe ich die Fähigkeit, notwendige Meinungsverschiedenheiten anzusprechen? Oder staut sich der Ärger immer mehr an und bereitet dadurch Stress? Es sei wichtig zu lernen, Streit auszuhalten und klären zu können, sagte Bauer. Als ideale Gelegenheit, Stress abzubauen, empfahl Bauer, mit anderen zu musizieren oder im Chor zu singen.
Körperliche Aktivität und Entspannung
Eine sehr effektive Möglichkeit zum Stressabbau sei auch moderate sportliche Aktivität. Auch der positive Einfluss verschiedener Entspannungsmethoden ist lange bekannt. Es sei dabei egal, ob sich Gestresste für Tai-Chi, Autogenes Training oder Meditation entschieden. Die Methode müsse ihnen Spaß machen, und sie sollten regelmäßig üben, so Bauer. In Meditation Geübte könnten beispielsweise ihre Herzfrequenz senken.
Ernährung
Welchen Einfluss die Ernährung spiele, sei schwieriger zu untersuchen. Gute Forschungsergebnisse lägen für eine zu fettreiche Ernährung vor, die zu neurodegenerativen Veränderungen bei Menschen führt, informierte Bauer.
Das Darm-Hirn-Achse und Stress
Unter der Bauch-Hirn-Achse, oder wissenschaftlich genauer Darm-Hirn- Achse, versteht man die enge Verbindung und den intensiven Informationsaustausch zwischen dem Darm und dem Gehirn, und zwar in beiden Richtungen. Sowohl der Darm als auch das Gehirn sind lebenswichtige Organe, und damit wir als Organismus gut funktionieren und uns gesund und wohl fühlen, müssen die Aktivität des Darms und jene des Gehirns gut aufeinander abgestimmt sein. Wenn es Probleme mit einem der Organe gibt, kann deshalb auch sehr oft das andere Organ betroffen sein.
Das Darmhirn kann zwar nicht richtig „denken“, aber es verwendet dieselben Botenstoffe wie das Kopfhirn und beeinflusst damit, was wir fühlen und wie wir denken. Man hört immer wieder, dass es wissenschaftliche Nachweise dafür gibt, dass Stress die kognitiven Leistungen einschränkt.
Chronischer Stress, dem man aufgrund seiner privaten oder beruflichen Situation nicht entkommen kann, kann schwerwiegende Auswirkungen auf das Gehirn und andere Organe (Herz, Kreislauf, Darm u.a.) haben. Stress wirkt ja zunächst auf das Gehirn ein, das daraufhin eine Stressreaktion auslöst, um mit ihm fertig zu werden. Wenn der Stress aber nicht verschwindet, wie es bei chronischem Stress der Fall ist, bleibt die Stressreaktion aufrecht und kann schwerwiegende Auswirkungen auf viele Organe - auch auf das Gehirn - haben.
Von Urbeginn an verfügen wir über eine neuroendokrine Funktionsachse, die uns nur Kampf oder Flucht als Wahlmöglichkeiten anbietet. Heute wird durch Dauerstress ständig Cortisol produziert, dies verändert die Rezeptoren. Cortisol sollte Entzündungen hemmen, schafft das aber nicht mehr.
Funktionelle Perspektive auf Stress
Auch wenn wir Stress in unserem Alltagsgebrauch häufig als negativ wahrnehmen, so ist es wichtig, Stress hier aus einer funktionalen perspektive zu betrachten. Die Stressreaktion ist weder positiv noch negativ: Sie ist in erster Linie ein Mechanismus des Körpers, uns Energie zur Verfügung zu stellen. Das Gehirn wendet also im ersten Schritt Energie auf, um den Vorhersagefehler zu berichtigen: Wenn wir keine passende Strategie haben, um den Soll-Zustand an unseren gewünschten Ist-Zustand anzupassen, startet die Stressreaktion, um uns bei der Bewältigung zu unterstützen. Das Gehirn regt damit gewissermaßen zur Modell-Reflexion an. Der Neurowissenschaftler Damir del Monte sagte: „Stress ist die Einladung, die Modelle der Welt anzupassen - intern und extern“.
Die biologischen Grundlagen der Stressreaktion
Die Stressreaktion wird durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Gehirnregionen und des autonomen Nervensystems gesteuert. Drei zentrale Akteure sind dabei von besonderer Bedeutung: die Amygdala, der präfrontale Kortex und das autonome Nervensystem. Jedes dieser Elemente hat eine spezifische Rolle und trägt dazu bei, ob und wie stark wir mit Stress auf eine herausfordernde Situation reagieren.
Die Amygdala - das Gefahrenradar des Gehirns
Die Amygdala ist eine kleine mandelförmige Struktur im limbischen System - sie sitzt also tief verborgen unter der Großhirnrinde. Sie ist für die Erkennung und Verarbeitung von Bedrohung zuständig. Sie agiert als Frühwarnsystem, das ständig unsere Umwelt scannt und potenzielle Gefahren bewertet. Dabei ist sie deutlich schneller als der bewusste Verstand. Sie kann Stress auslösen, bevor wir die Situation rational bewerten. Für die Stressreaktion ist sie unabdingbar, denn sie erkennt nicht nur jene Reize, die mit Bedrohung zu tun haben, sondern aktiviert auch den Sympathikus, um die Kampf- oder Fluchtreaktion einzuleiten.
Der präfrontale Kortex (PFC) - Der Regisseur der Stressbewältigung
Der präfrontale Kortex, kurz PFC, ist jener Teil des Gehirns, der direkt hinter unserer Stirn sitzt. Evolutionär ist er der jüngste Teil des Gehirns und tatsächlich auch jene Struktur, die am längsten braucht, bis sie ‚fertig‘ entwickelt ist - erst mit 20 Jahren. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der bewussten Steuerung von Emotionen und Verhalten. Durch ihn können wir Bedrohungen rational bewerten, die Amygdala regulieren und damit Stress dämpfen.
Das autonome Nervensystem - Gas und Bremse unseres Körpers
Das autonome Nervensystem (ANS) reguliert alle unbewussten Körperfunktionen, wie Herzschlag, Atmung und Verdauung. Es ist für das Aktivitätslevel unseres Systems zuständig und besteht aus zwei Hauptästen: Sympathikus als „Gaspedal“ des Körpers Der Sympathikus versetzt unseren Körper in Aktivität und wird emotional zum Beispiel durch Bedrohung oder Anspannung aktiviert, ist aber auch einfach dann aktiv, wenn wir beispielsweise joggen. Er steigert die Herzfrequenz, den Blutdruck und die Muskelspannung und fördert die Ausschüttung von Noradrenalin und Adrenalin, wobei er nicht lebensnotwendige Funktionen wie die Verdauung drosselt. Dieser Zweig des ANS mobilisiert die Energie, die wir für eine Fight-or-Flight-Reaktion brauchen. Er ist damit ein zentraler Teil der aktiven Stressbewältigung. Parasympathikus als „Bremspedal“ des Körpers Der Parasympathikus ist der Gegenspieler des Sympathikus und dann aktiv, wenn keine Bedrohung besteht. Er fördert Regeneration, Entspannung und Verdauung. Durch ihn senken sich Herz- und Atemfrequenz und der Blutdruck. Obwohl beide Äste zum autonomen - also selbstständigen und ohne unser Zutun funktionierenden - Nervensystem gehören, können wir sie dennoch beeinflussen. Für die Stressreaktion ist der Sympathikus die treibende Kraft. Um die Stressreaktion jedoch abklingen zu lassen, brauchen wir den Parasympathikus. Und der lässt sich aktiv ansteuern, zum Beispiel durch bewusst langsames Atmen. Wir signalisieren unserem Körper, dass keine Gefahr droht und die Bremse des Körpers kann aktiv werden.
Der Kern der Stressreaktion: Die HPA-Achse
Die sogenannte Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) spielt eine zentrale Rolle bei der Stressreaktion. Sie ist das zentrale System, das entscheidet, wie unser Körper auf Stress reagiert und wie lange dieser Zustand anhält. Sie ist nicht nur für akuten Stress relevant, sondern auch für die Anpassung an chronische Belastungen. Ihr Einfluss reicht weit über die eigentliche Stresssituation hinaus und beeinflusst Energiehaushalt, Immunsystem, Emotionen und kognitive Funktionen. Bei der HPA-Achse handelt es sich um ein hormonelles Kaskadensystem, das in mehreren Stufen abläuft. Dabei lässt sich zwischen einer Stressreaktion unterscheiden, die sich von selbst reguliert - diese nennen wir Stress I - und einer, die aktive Stressbewältigung erfordert, um das System zurück in Balance zu bringen - das ist Stress II. Beide Stressreaktionen beginnen gleich.
Die Wirkung von Cortisol
Während der Stressreaktion werden auch Adrenalin und Noradrenalin ausgeschüttet. Beide sind zentrale Botenstoffe des Sympathikus, die bei der akuten Stressreaktion innerhalb von Sekunden ausgeschüttet werden. Sie sind sozusagen der Treibstoff für den Sympathikus. Gerade bei langanhaltendem Stress, den viele in unserer heutigen Lebensrealität spüren, ist es jedoch Cortisol, das eine ganze Reihe an Auswirkungen hat.
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