Angststörungen sind komplexe psychische Erkrankungen, die durch ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren entstehen. Es ist wichtig zu verstehen, dass eine Angststörung nicht auf eine einzige Ursache zurückzuführen ist, sondern auf eine Kombination von genetischen, biologischen, umweltbedingten und psychologischen Faktoren. Die Forschung konzentriert sich zunehmend auf die neuronalen Schaltkreise und die Rolle verschiedener Hirnregionen bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Angstzuständen.
Die Rolle der Amygdala
Die Amygdala, ein mandelförmiger Komplex von Nervenzellen im unteren Bereich des Gehirninneren, spielt eine zentrale Rolle bei der Verarbeitung von Angst und Furcht. Sie ist Teil des limbischen Systems, einem Verbund verschiedener Hirnstrukturen, der für die Verarbeitung von Emotionen von großer Bedeutung ist. Die Amygdala steuert zusammen mit anderen Hirnregionen unsere psychischen und körperlichen Reaktionen auf stress- und angstauslösende Situationen.
Dopamin und Angst
Eine interessante Entdeckung ist die Rolle von Dopamin, einem Neurotransmitter, der traditionell mit Freude und Belohnung in Verbindung gebracht wird, bei der Entstehung von Angst. Eine Studie konnte zeigen, dass bei ängstlichen Menschen eine hohe Dopaminkonzentration im Bereich der Amygdala vorliegt. Diese Erkenntnis, dass Dopamin als Angstauslöser fungieren kann, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Neurobiologie von Angst.
Funktionelle Konnektivität
Neben der Dopaminkonzentration spielt auch die Interaktion der Amygdala mit anderen Hirnregionen eine Rolle. Insbesondere die Verbindung zwischen der Amygdala und dem anterioren Cingulum im Frontalkortex scheint für die Entstehung und Regulation von Angstgefühlen wichtig zu sein. Die funktionelle Konnektivität zwischen diesen beiden Regionen kann bei Menschen mit Angststörungen verändert sein.
Die Hirn-Darm-Mikrobiota-Achse
In den letzten Jahren hat die Forschung zunehmend die Bedeutung der Hirn-Darm-Mikrobiota-Achse für die psychische Gesundheit erkannt. Diese Achse beschreibt die bidirektionale Kommunikation zwischen dem Gehirn und der Darmflora. Stress und Dysregulationen in dieser Achse können die Anfälligkeit für Angststörungen beeinflussen.
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Stress und frühe Lebenserfahrungen
Frühkindlicher Stress, insbesondere in der Pubertät, kann das Langzeitrisiko für Angst maßgeblich prägen. Chronischer Stress in der Pubertät führt zu anhaltenden Veränderungen im Gehirn und der Mikrobiota, die mit Langzeitangst in Verbindung stehen. Belastende Ereignisse im Erwachsenenalter, wie der Verlust eines geliebten Menschen oder soziale Isolation, können ebenfalls Angst auslösen.
Das habenulo-interpedunkuläre System (HIPS)
Das habenulo-interpedunkuläre System (HIPS) und insbesondere der Otx2-positive Subcircuit (HIPOPS) scheinen eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von stressinduzierter Angst zu spielen. Eine Überaktivierung von HIPOPS kann zu Angstzuständen führen.
Dysbiose
Ein Ungleichgewicht der Darmmikrobiota (Dysbiose) könnte das psychiatrische Risiko erhöhen, indem es die Hirn-Darm-Kommunikation beeinflusst. Metabolische Veränderungen, die auf eine Dysbiose hindeuten, wurden im Zusammenhang mit Angst beobachtet.
Forschungsperspektiven
Zukünftige Forschung wird sich darauf konzentrieren, die zeitliche Aktivierung der Hirn-Darm-Schaltkreise, die Anfälligkeit oder Resilienz bewirken, aufzuklären. Elektrophysiologische, transkriptomische, metagenomische und metabolomische Ansätze werden integriert, um die komplexen Interaktionen zwischen Gehirn und Darm besser zu verstehen. Maschinelles Lernen wird verwendet, um prädiktive Modelle des Angstrisikos zu entwickeln und in Maus- und Humanstudien zu validieren.
Stressreaktion und Gehirnregionen
Unser Körper ist darauf eingerichtet, uns so gut wie möglich vor Gefahren zu schützen. Das Gehirn spielt dabei eine maßgebliche Rolle. Die Stressreaktion läuft immer noch nach dem gleichen alten Muster ab, selbst wenn man sich die stressige Situation nur vorstellt.
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Beteiligte Gehirnregionen
Verschiedene Regionen unseres Gehirns werden bei Stress aktiv. Diese Regionen arbeiten zusammen, um uns für Kampf oder Flucht fit zu machen. Einige Teile des Gehirns sind eher für die emotionale Verarbeitung "zuständig", andere fürs Planen und Denken. Wieder andere sorgen dafür, dass die Vorgänge in Gang gesetzt werden, die notwendig sind, damit die Stresshormone ausgeschüttet werden.
Zwei Wege der Stressreaktion
Um die Kampf- und Fluchtreaktion auszulösen, nutzt die Amygdala zwei Wege. Der schnellere Weg läuft über das sogenannte sympathische Nervensystem, das den Körper auf Aktivität einstimmt. Etwas langsamer ist der Weg über den Hypothalamus.
Der schnelle Weg: das sympathische Nervensystem
Über die Nervenstränge des sympathischen Nervensystems im Rückenmark gelangt die Information "Gefahr" zum Mark der Nebenniere. Dort werden Adrenalin und - in geringerem Maß - Noradrenalin ausgeschüttet. Diese Hormone 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.
Auswirkungen der Hormone
Die Hormone und das sympathische Nervensystem sorgen dafür, dass unser Körper mehr Sauerstoff und Energie bekommt, um schnell zu handeln. 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, der Muskeltonus steigt, das Blut gerinnt schneller, die Zellen produzieren Botenstoffe, die für die Immunabwehr wichtig sind, Verdauung und Sexualfunktionen gehen zurück.
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Stress und Gedächtnis
Die Amygdala setzt nicht nur die Stressreaktion in Gang, sondern veranlasst auch eine bedeutende Gedächtnisregion im Gehirn, den 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. Chronischer Stress kann die Zellfortsätze im Hippocampus schädigen und sich negativ auf das Gedächtnis auswirken.
Denken und Stress
Die Amygdala ist eng mit dem "denkenden" Teil des Gehirns verbunden, vor allem mit dem Stirnlappen (präfrontaler Cortex). Er ist wichtig für die Kontrolle der Emotionen und 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 kann den präfrontalen Cortex verändern, so dass es schwieriger wird, sinnvolle Entscheidungen zu treffen.
Eingebaute Stressbremse
Nach Stress regen wir uns meistens 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.
Wenn die Hormone aus dem Ruder laufen
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, wird die Achse aus Hypothalamus, Hirnanhangdrüse und Nebenniere zu aktiv und produziert zu viel Kortisol. Dies kann in schlimmen Fällen zu Denkstörungen, zu Gewebeschwund im Hirn und zu Störungen des Immunsystems führen. Auch die Entstehung von Depressionen und Stoffwechselstörungen, die Diabetes fördern, wird auf diesen Einfluss zurückgeführt.
Frühe traumatische Erfahrungen
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. Dieser Effekt bleibt lebenslang bestehen. Ähnliche Ergebnisse scheint es unter bestimmten genetischen Bedingungen auch bei Menschen zu geben, die ein Trauma erlebt haben.
Ursachen von Angststörungen
Angststörungen sind komplexe psychische Erkrankungen, bei denen eine Vielzahl von Faktoren eine Rolle spielen kann.
Genetische Faktoren
Genetische Veranlagung spielt bei der Entstehung von Angsterkrankungen eine wichtige Rolle. Menschen, bei denen enge Verwandte ebenfalls Angsterkrankungen haben, haben ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung einer Angststörung.
Biologische Faktoren
Biologische Faktoren, insbesondere das neurobiologische System, tragen erheblich zur Entstehung von Angststörungen bei. Ungleichgewichte in Neurotransmittern wie Serotonin, Noradrenalin und GABA im Gehirn können die Stimmung und die Angstregulation beeinflussen. Einige Bereiche des Gehirns, wie die Amygdala und der präfrontale Cortex, sind besonders wichtig für die Verarbeitung von Angst und Angstreaktionen.
Umweltauslöser
Umweltauslöser können eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung einer Angststörung spielen. Traumatische Ereignisse, chronischer Stress, belastende Lebensereignisse und bestimmte Medikamente oder Substanzen können Angstsymptome auslösen oder verstärken.
Psychologische Faktoren
Psychologische Faktoren, wie Persönlichkeitsmerkmale und Denkmuster, können ebenfalls zur Entstehung einer Angststörung beitragen. Menschen, die dazu neigen, perfektionistisch zu sein, sich selbst zu überkritisch zu betrachten oder unrealistische Erwartungen an sich selbst zu haben, könnten anfälliger für Angststörungen sein.
Neuronale Netze und Psychopharmaka
Bei der Funktionsweise von Psychopharmaka auf der Ebene neuronaler Netze sind bislang noch viele Fragen offen. Ein Team von Wissenschaftlern konnte einen neuronalen Kreislauf im Gehirn identifizieren, der eine wichtige Rolle bei Angstzuständen spielt - und zeigen, wie gewöhnliche psychiatrische Medikamente darauf wirken.
Benzodiazepine (BZDs)
Benzodiazepine (BZDs) werden seit 50 Jahren zur Behandlung von Patienten mit Angstzuständen eingesetzt, und ihre Wirkungsweise auf molekularer und zellulärer Ebene ist gut erforscht. Forscher haben eine Kombination innovativer Methoden eingesetzt, die Genetik, Informationen zu neuronalen Schaltkreisen und zur funktionellen Gehirnkartierung verknüpft.
Ein biomedizinischer "Hot-Spot"
Angst entsteht aus dem Zusammenspiel mehrerer Kreisläufe im Gehirn. In diesem Netzwerk wurde ein entscheidender biomedizinischer "Hot-Spot" identifiziert, der der angstlösenden Therapie zugrunde liegt. Die Wissenschaftler verglichen ihre an Mäusen gewonnenen Erkenntnisse mit funktionellen menschlichen Gehirnscans und fanden Hinweise darauf, dass die gleichen Mechanismen auch beim Menschen wirksam sind.
Gezielte Therapie
Da die exakten Netzwerke von Neuronen bekannt sind, die den anxiolytischen Effekt von BZD vermitteln, kann man jetzt versuchen, sie gezielt zu erreichen. Dies könnte die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung von Angstzuständen ermöglichen, ohne die Nebenwirkungen, die bei derzeitigen Anxiolytika üblich sind.
Die Amygdala: Mehr als nur die "Angstzentrale"?
Obwohl die Amygdala oft als "Angstzentrale" des Gehirns bezeichnet wird, gibt es immer mehr Zweifel an dieser simplen Darstellung. Das Gehirn ist ein komplexes, verschachteltes, vernetztes und verwobenes Organ, und die Rolle der Amygdala ist wahrscheinlich differenzierter als bisher angenommen.
Historischer Kontext
Die angenommene Verbindung zwischen Angst und Amygdala geht auf Experimente des Arztes Heinrich Klüver in den 1930er Jahren zurück. Er beobachtete bei Affen nach Entfernung von Teilen des Schläfenlappens Verhaltensänderungen, die mit Angst in Verbindung gebracht wurden.
Synaptische Plastizität und Angst
Zu viel Angst hinterlässt Spuren im Gehirn. Sie verdichtet Synapsen erst hier, dann dort, und dünnt sie an anderer Stelle aus. Angst verändert die Synapsen im Gehirn. Ausstülpungen auf den Zellfortsätzen von Nervenzellen - sogenannte Dornen - wachsen oder schrumpfen. Damit nimmt die Zahl der Synapsen zu oder ab.
Veränderungen im Hippocampus, Gyrus cinguli und präfrontalen Cortex
Kurz nach dem Angst-Erlebnis verdichten sich vorübergehend die Synapsen im Hippocampus. Später kommt es zu dauerhaften Veränderungen im Gyrus cinguli und in der Amygdala. Im präfrontalen Cortex nimmt die Zahl der Dornen und somit der Synapsen ab.
Hohe synaptische Plastizität
Hohe synaptische Plastizität macht die Spuren der Angst labil. Sie lassen sich leichter ausradieren oder überdecken. Wo Gedächtnisinhalte schon länger bestehen, kann synaptische Plastizität durch Erinnerungsübungen oder mit chemischer Hilfe wieder erhöht werden.
Extinktionstraining
Das Extinktionstraining funktioniert dann besser. Im Gehirn einer Maus, der das Fürchten beigebracht wurde, verändern sich die Verknüpfungen der Nervenzellen in einem Netzwerk, an dem unter anderem das limbische System mit Hippocampus und Amygdala sowie der präfrontale Cortex samt Gyrus cinguli beteiligt sind.
Die Rolle des Hippocampus
Der Hippocampus ist für die Speicherung neuer Erinnerungen zuständig. Nach dem Erleben der unangenehmen Paarung von Ton und Elektroschock wachsen dort innerhalb weniger Stunden auf den Fortsätzen der Nervenzellen gewisse Ausstülpungen.
Der Gyrus cinguli
Nach einigen Wochen ist von der Synapsenverdichtung im Hippocampus allerdings nichts mehr zu sehen. Doch die Spuren der Erinnerungen sind in andere Gehirnregionen gewandert, etwa in den Gyrus cinguli. Diese Hirnregion spielt eine wichtige Rolle bei der langfristigen Speicherung von Gedächtnisinhalten und bei der Regulierung von Aufmerksamkeit und Affekten.
Semaphorine
Die Pharmakologin Rohini Kuner von der Universität Heidelberg untersucht, wie genau die Plastizität der Dornen im Hippocampus und Gyrus cinguli mit dem Lernen und Vergessen von Angst zusammenhängt. Sie vermutet, dass dabei Semaphorine eine wichtige Rolle spielen.
AMPA-Rezeptoren
In den Stunden und Tagen nach dem Elektroschock steigt an den postsynaptischen Membranen von Neuronen in der lateralen Amygdala die Zahl der so genannten AMPA-Rezeptoren an, die für eine effektive Signalübertragung an der Synapse wichtig sind. Unter Beteiligung komplexer molekularer Kaskaden entsteht in einigen dieser Zellen ein Muster von Genaktivität, das die Synapsen dauerhaft aktiver feuern lässt. So wird die Angst langfristig verankert.
Umlernen
Will man der Maus nun beibringen, dass sie den Ton nicht mehr zu fürchten braucht, ist ein Extinktionstraining nötig. Dabei wird das zuvor Gelernte nicht vergessen oder ausgelöscht, sondern etwas Neues gelernt: „Der Ton macht keine Angst.“ Dieser neue Gedächtnisinhalt konkurriert dann mit dem alten Gedächtnisinhalt: „Der Ton macht Angst.“
D-Cycloserin (DCS)
Noch besser funktioniert das Vergessen mithilfe des Antibiotikums D-Cycloserin (DCS), das auch NMDA-Rezeptoren in der Zellmembran aktiviert. Wird das Präparat rechtzeitig vor einem Extinktionstraining verabreicht, wird das Mengenverhältnis der beiden Rezeptoren zugunsten von NMDA verschoben - und so wird der neue Gedächtnisinhalt schneller gelernt.
Rückfälle
Rückfälle deuten darauf hin, dass der Prozess des Umlernens eher neue, beruhigende Gedächtnisinhalte schafft. Diese stehen mit den alten Spuren der Angst eher im Wettbewerb, statt die alten Spuren der Angst wirklich auszulöschen.
Löschen von Angst-Erinnerungen
In einer Untersuchung der zellulären Veränderungen im präfrontalen Cortex zeigte sich, dass es manchmal eben doch klappt, ein Verhalten zu löschen. Dabei integriert ein Teil des präfrontalen Cortex als Assoziationszentrum aktuelle sensorische Signale unter anderem mit Gedächtnisinhalten und emotionalen Bewertungen aus Amygdala und Hippocampus und spielt so eine wichtige Rolle bei ihrer Neubewertung. Im Zuge der üblichen Konditionierung mit Tönen und Elektroschocks nimmt die Zahl der Dornen im präfrontalen Cortex zuvor ab. Nach einem Extinktionstraining wachsen sie jedoch genau in den zuvor vom Schwund betroffenen Regionen wieder nach.
Histon-Deacetylase-Inhibitoren
Sogar besonders hartnäckige Angst-Erinnerungen könnten gelöscht werden, wenn es nur gelänge, Plastizität auch bei schon seit langer Zeit eingegrabenen Erinnerungen wieder herzustellen. Sogenannte Histon-Deacetylase-Inhibitoren können die Struktur des Genoms allerdings so verändern, dass diese Gene wieder abgelesen werden.
THC
THC, der Hauptwirkstoff von Cannabis, sorgt nicht nur dafür, dass Kiffer so entspannt wirken, sondern er hilft offenbar auch Menschen mit posttraumatischer Belastungsstörung. THC scheint die Plastizität im Hippocampus und präfrontalen Cortex, die dafür besonders benötigt wird, anzukurbeln.
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