aus Perspektive Verhaltensmedizin Florin et al. (1989) Psychoimmunologische Forschung in der Bundesrepulbik Deutschland 1987 Schulz, Ferstl Psychoimmnologie Neural modulation of Immunity Behavioral Immunology: Frage nach Interaktion von Verhalten und Immunsystem Bis heute vorliegende Erkenntnisse können keinesfalls unmittelbra in therapeutische Handlungsstrategien umgesetzt werden. Psychoimmunologische Forschung in der BuRep D. 1987 Generelle Annahme in der Psychoimmunologie: die Systeme, die körperliche Homöostase aufrechterhalten stehen in wechselseitiger Beziehung: NS (ZNS, ANS) endokrines System (ES) Immunsystem (IS) Dabei primäres Forschungsinteresse: Schnittstelle zwischen diesen Systemen. Psychoimmunologie multidisziplinär Fragestellungen z.B.: inwieweit haben ZNS Prozesse (Entspannung, Stress) Einfluss auf Immunsystem? inwieweit haben Produkte des Immunsystems (z.B. Interferone) Wirkung auf ZNSProzesse? bei psychopatholisch klassifizierbaren Erkrankungen Veränderung in immun. Parametern? bedingen Alterationen des Immunsys. psychopathologische Zustände mit? Konditionierbarkeit immunpharmakologischer Effekte? Einflüsse auf das Immunsystem BONGARTZ (1988): Untersuchung der zentralnervösen Beeinflußbarkeit der Leukozytenzahl: 9 hochsuggestible Vpn 2 Bedingungen im Abstand von 2 Wochen (Entspannungs-Hypnosen vs. Kopfrechnen mit 1.5 h Abstand) am 1. Tag vor Bedingug allergische Reaktion durch Merieux-Stempel hervorgerufen vor und nach Versuchsbed. Blutentnahme Bestimmung des Differentialblutbildes und Gesamtleukozytenzahl Ergebnisse: Wiederholung der Kopfrechenaufgabe signifikante Erhöhung der Leukozytenzahl im Verlauf des Untersuchungstages kurzfristig (vor-nach) Kopfrechnaufg. keine signifikanten Änderungen kurzfristige Änderung demgegenüber bei Hypnose signifikant höher ( signifikante Interaktion Bedingung/kurzfristige Änderung) im Differentialblutbild ab 2. Wiederholung (ca. nach 1.5 h) Verschiebung: Hypnose: Zahl der Lymphozyten steigt signifikant; polymorphkernige Leukozyten signfikant weniger Kopfrechnen: Gegenteil! Lymphozyten sinken, polym.kern. Leukozyten steigen Änderung im Differentialblutbild aber nicht gleichgängig mit kurzfristiger Änderung der Leukozytenzahl, sondern (späte) Reaktion auf 1. Durchgang in Hypnosebedingung außerdem geringere gerötete und geschwollene Hautfläche (vermutlich weil Zahl der polymorphkernigen Leukozyten und Monozyten, die zu befallener Hautstelle wandern die Stärke der Reaktion determiniert) SCHULZ ET AL. (1988) entwickeln immunologischen Parameter für psychoimmunologische Studien (validiert in 3 settings): prozentuale Bestimmung von Immunozyten großer Volumina (IGV); beim gesunden Unbelasteten 9.8% in Gesamtverteilung der Immunozyten (sd=1.4) Voruntersuchung zeigt positive Korrelation zw. IGV und erlebter Belastung. 1. Untersuchung “akute Belastung”: auf Koloskopie wartende Patienten (keine immunitätsmodulierende Erkrankung!) 3h vor, direkt vor, eine Woche nach Untersuchung Blut entnommen Annahme: Erwartung des Eingriffs wird als Belsatung erlebt, ist kurz vorher höher als am morgen davor Ergebnisse: Erhöhter Ausgangswert gegenüber gesunden Unbelasteten hochsignifikante Zunahme direkt vor dem Eingriff eine woche später auf gleichem Niveau (ev. weil durch Eingriff selbst Immunmodulation durch Endetoxine aus Mikroläsionen im Darm) 2. Untersuchung “chronische Belastung”: zufällig ausgewählte Medizinstudenten vor “ärztlicher Vorprüfung” 1 monat vor, 1-2 tage vor Prüfung Blutentnahme Ergebnisse: IGV stieg hochsignifikant mit Nähe der Prüfung 3. Untersuchung “tierexperimentell” Stressreaktion durch intrazerebroventrikuläre Injektion des hypothalamischen Hormons CRF simuliert Kontrolltiere Kochsalzlösung-Injektion vor und 6h nach Injektion Blutentnahme “protokollgerechte Lage der Mikrokanülen durch Hirnvertikalschnitt verifiziert” (na wie nett...) Ergebnisse: IGV 6h nach Injektion hochsignifikant höher, bei Kontrollgruppe kaum Veränderung Ergebnisse insgesamt: Unter allen Bedingungen, die Hypothalamus-Hypophysen-NNR-Achse bzw. Adrenerges System aktivieren (Stressoren) Vermehrung der IGV im peripheren Blut Zusatzuntersuchung: B-Zellen mittels Abtrennverfahren aus Proben entfernt Reduktion des IGV-Anteil Dieser Effekt (relative Vermehrung der IGV, vermutlich aus B-Zellen) ev. In Zusammenhang mit Effekt von Glukokortikoiden (bersichtet von LEVITT U. COOPER, 1987): Glukokortikoidkonzentration im Blut höher unter Stress (AXELROD U. REISINE, 1984) Glukokortik. können Differenzierung aktivierter B-Lymphozyten zu Plasmazellen steigern WIDERSPRUCH: in vivo Studien zeigen Anstieg der IGV unter Stress viele in vitro Studien zeigen aber Einschränkung der Ausdifferenzierungsfähigkeit der Lymphozyten zu Plasmazellen ev. muss Annahme einer allgemeinen Immunsupression unter Stress differenzierter betrachtet werden! z.B. COMSA ET AL. (1982): Kortisol hat nicht einfach allgemein immunsuppressive Wirkung BESEDOVSKY ET AL. (1983): Kortisol hat auch zur Immunspezifität beitragende Funktionen Effizienzverbesserung der Immunantwort MATHEWS ET AL. (1983): auch Beta-endorphin (unter Stress vermehrt produziertes Peptidhormon) hat immunstimulierende Effekte guter Grund für Annahme einer Steigerung immunologischer Funktionen nach Stressexposition Wirkungen von Alterationen des Immunsystem FEHM-WOLFSDORF ET AL. (1988; Ulm) untersucht psychische Veränderung als Nebenwirkung von Interferonbehandlung: 5 Pat., Haarzellenleukämie, alpha-IFN-Behandlung 6 Pat., Tumor, gamma-IFN-Behandlung endokrine, neurologische, psychologische Begleituntersuchung Frage: nach subkutaner Applikation von Interferonen Wirkung im ZNS? (berichtet von ADAMS ET AL., 1984; MATTSON ET AL., 1987) Design: Wiederholungsmessung mit Baseline, 1., 8. Tag der Behandlung 5 Teilschritte 1. teilstrukt. Interview zu Befinden, soz.Situation, famil. Situation etc. 2. Gießener Beschwerdebogen (GBB) (subjektive Beschwerden) 3. Gedächtnisspanne nach Wechsler-Inteligenztest 4. Konzentrationsfähigkeit (d2) 5. freie Wiedergabe 2Listen mit 15 Substantiven (LZG-, KZG-Prüfung) Ergebnisse: in 32 Untersuchungen an 11 Pat. kein Nebenwirkungen der INF-Behandlung auf Vh.ebene Gedächtnis und Konzentration mit normalen Übungseffekten GBB keine Veränderung (eher Herunterspielen von Symptomen durch Karzinompatienten wegen Hoffnung auf Besserung; bekannter Effekt) keine toxische Wirkung von IFN FERSTL ET AL. (1988; Kiel) FRAGE: Inwieweit Knochenmark als hämotopoetisches System Ursprung körpereigener spezifischer Duftkomponenten Ausgangspunkt: bestimmte Paarbevorzugung bei Inzucht von Mäusestämmen hängt mit Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) zusammen (MHC bestimmt Gewebetypus eines Individuums und hat entscheidende Funktion bei Selbst/Nich-Selbstunterscheidung des Immunsystem) von MHC genetisch determinierte Glykoproteine spielen bei Transplantation sesentliche Rolle bei Immunerkennung u.a. verantwortlich für Transplantat-gg-Wirt-Reaktion, führt in histoinkompatiblen System häufig zu Abstoßung bzw. Tod des Empfängers YAMAZAKI ET AL. (1985) MHC ist mit spezifischem Geruch assoziiert, der z.B. verschiedene Mäusezuchtstämme kennzeichnet GEKÜRZT!!! bei einer Knochenmarkstransplantation geht diese Geruchsstoffquelle mit auf den Empfänger über (Mäuse), bei dem eine neuer (kombiniert aus alt und neu) Geruch entsteht [Sinn der Aussage unklar] Wechselwirkungen zwischen Nervensystem und Immunsystem MÜLLER ET AL. (1988; München) untersuchte Immunfkt. Bei psychiatrischen Patienten und controls. Hintergrund: bei Schizophrenie Autoimmunhypothese (KNIGHT, 1982) Veränderung der T-Lymphozyten Veränderung der Interferonbildung Vermutung verminderter Immunfunktion bei Depression (verschiedene, z.B. SCHLEIFER ET AL., 1985) Untersuchung: 55 akut schizophrene Patienten (paranoides Syndrom), seit mind. 4 Wochen keine neuroleptische Behandlung 24 Patienten 24 h nach Entlassung nach neuroleptischer Behandlung nachuntersucht 37 controls mit endog.Depression/Zyklothymie 88 gesunde controls Messung Supressorzellassay: Messung der durch Suppressorzellen induzierten Hemmung der Leukozytenstimulation (Leukozytenstimulation erfolgte durch Pokeweed Mitogen (PWM) Phytemagglutinin (PHA) gemischten Lymphozytenkultur (MLC) (???) Quantitative Messung der T-Zellen mittels monoklonaler Antikörperbestimmung (CD3: T-Zellen; CD4: T-Helferzellen; CD8: T-Suppressorzellen) Ergebnis (Suppressorzellassay): bei Stimulation mit PHA signif. Erniedrigung der Suppressorzellaktivität der affektiv Erkrankten gg. Gesunden bei Stimulation mit PWA signif. Erniedrigung der Suppressorzellaktivität der psychiatrisch Erkrankten gg. Gesunden in MLC hochsignif. Erniedrigung der Suppressorzellaktivität der psychotisch Erkrankten gg. Gesunden (die Suppressorzellaktivität von 0 bei den gebesserten Schizophrenen (signif. Unterschied zu den anderen Gruppen) ist ev. auf den Einfluss der Neuroleptika zurückzuführen Ergebnis (quant. Bestimmung T-Zellen und T-Zellnsubfraktion) deutlicher Anstieg der CD4 bei den unbehandelten Schizophrenen, behandelten Schizophrenen und affektiv Erkrankten gg. Gesunden CD8 bei den affektiv Erkrankten und Schizophrenen gg. den Gesunden nicht erhöht, nur bei behandelten Schizophrenen gg. Gesunden (da in dieser Gruppe Suppressorzellaktivität am niedrigsten ev. kompensatorische Erhöhung der Suppressorzellanzahl) Deutung: Erniedrigung der Suppressorzellaktivität und Erhöhung des Anteils an T-Helferzellen deuten auf immunologische Dysfunktion hin (mangelhafte Proliferationskontrolle bei der Immunantwort) da niedrige Suppressorzellaktivität Marker bzw. ev. disponierend für autoaggressive Prozesse (z.B. FUDENBERG, 1971) könnte das Anlaß für Untersuchungen zur autoimmunologischen Genese von Schizophrenie geben die beobachetet erhöhte Helferzellanzahl könnte Immunantwort aufrechterhalten da bei affektiven Psychosen ähnlicher Befund (wie bei Schizophrenen) muss untersucht werden, ob diese Befunde spezifische Charakteristka für endogene Psychosen oder nur unspezifische Begleiterscheinung psychiatr. Erkrankungen sind ( die erhobenen Parameter erlauben keine Aussage über Autoantikörper, also autoimmunolog. Prozesse) KLOSTERHALFEN U. KLOSTERHALFEN (1988; Düsseldorf) Konditionierung einer Verstärkung von induzierter Leukopenie (Verminderung der Leukozytenzahl)? Versuche zu konditionierten pharmakologischen Effekten generell: wasserdeprivierte Ratten/Mäuse trinken Saccharinlösung (Sac) CS (cond. Stim.) anschließend Injektion von immunpharmakologischer Substanz (meist Cyclophosphamid, CY) US nach 1maliger Paarung CS-US führt unverstärkte Gabe von CS zu Geschmacksaversion gg. Sac Modulation humoraler oder zellvermittelter Immunreaktion Verlauf von Autoimmunkrankheiten durch CS-exposition günstig beeinflussbar (!) (ADER U. COHEN, 1985; KLOSTERHALFEN U. KLOSTERHALFEN, 1983, 1985) dabei FRAGE: Konditionierungseffekte ev. Ergebnisse von unkonditionierten oder konditionierten Stresseffekten bzw. freigesetzten Glukokortikoiden? (und damit auf einem feed-forward-mechanismus beruhend?) dazu Experiment (KLOSTERHALFEN U. KLOSTERHALFEN, 1987): Versuch mit CY induzierte Leukopenie zu konditionieren Manipulation während der CS-Darbietung (Sac mit Vanille, dabei stressvolle vs. weniger stressvolle Bedingung) abhängige Variable Anzahl der Leukozyten im peripheren Blut (nPBL) hohe Dosen CY (toxisch für Knochemark Leukopenie, ein Riesenspass für die Ratten) (bei Ratten Leukozyten 3-4 Zage nach Injektion auf ca. 20% runter, nach 10 Tagen wieder normal) Controls bekamen SacVanille 2 Tage vor CY-Injektion (NotCondit.Gruppe) Gabe von SacVanille unverstärkt am 4., 6., 8. Tag (10., 12., 14. Tag bei anderem Exper.) nPBL-Messung immer 24 h nach CS Ergebnisse: am 5.Tag Condit.Gruppe signif. Höhere Leukopenie als NotCondit.Gruppe ( möglich als Wirkung der konditionierten Geschmacksaversion und folgender Kortikosteronausschüttung also Stress-Immunsupression, deshalb:) two-bottle-test, d.h. Tiere können während der CS-Exposition zwischen SacVanille und Wasser wählen ( weniger Stress); in diesem design war die Konditionierung bei nPBL trotzdem nachweisbar (GRAFIK!) Zusatzergebis: für die Konditionierung der nPBL scheint ein Residualzustand von CY nötig zu sein, wenn die unverstärkte CS-Exposition erst am 10. Tag beginnt ergeben sich keine signif. Unterschiede zwischen Cond.Gruppe und NotCond.-Gruppe Zusatzexpertiment, das zusätzlich zum two-bottle-design zeigte, daß nicht die Kortikosteronazsschüttung für die höhere Leukopenie verantwrotlich war: statt CY wurde LiCl (Lithiumchlorid) gegeben, das erhöhte Kortikosteronausschüttung bewirkt (dieser Effekt auch konditionierbar, ADER, 1977). Nach unverstärkter CS-Exposition unterschieden sich Cond.Gruppe und NotCond.-Gruppe nicht in nPBL B-Zellen = B-Lymphozyten (Träger der humoralen Immunität, bilden Antikörpern gegen Antigene) CY = Cyclophosphamid (Zytostatikum) humoral = die Körperflüssigkeiten betreffend IFN = Interferone (Informationsbotenstoffe zw. Immunzellen, haben aber auch noch andere wichtige Funtionen im Organismus) IGV = Immunozyten großer Volumina Immunglobuline = von B-Lymphozyten bzw. Plasmazellen nach Kontakt mit Antigen gebildet, als Anikörper im (u.a.) Blut Immunsystem: Es gibt 2 Wege, mit denen der Organismus eine Immunreaktion auf Antigene (Viren, Bakterien, etc.) bildet: 1. den humoralen, bei dem von B-Zellen Antikörper gg. die Antigene gebildet und in die Körperflüssigkeiten geschickt werden. Diese binden sich an die Antigene, damit sie unschädlich werden und dann z.B. von Killerzellen aufgefressen werden können. 2. den “zellvermittelten”, bei dem T-Zellen von den Antigenen befallene Zellen umbringen Ein größerer Teil der T-zellen ist aber gar nicht für das Umbringen zuständig, sondern hat wichtige Hilfsfunktionen für die anderen T- und auch B-Zellen. Diese heißen T-Helferzellen. Anhand des Proteins, nach dem sie erkannt werden können sind das die T-Helferzellen (CD4; wirken Verstärkend auf Immunantwort) und Suppressorzellen (CD8; wirken abschwächend/unterdrückend auf die Immunantwort). Sobald ein Antigen erkannt wird, werden diejenigen B- und T-Zellen, die die passende Immunantwort geben können stark vermehrt, v.a., wenn diese Immunantwort früher schon mal gefragt war (Impfung). Deshalb steigt die Zahl der Lymphozyten bei Immunabwehr. Interferone (IFN) (alpha-IFN, beta-IFN, gamma-IFN) Proteine, wird in vielen Zellen im Rahmen der Immunantwort gebildet (nach viralen, teilweise bakteriellen Infekten, nach antigener/mitogener Stimulation) Wirkung: antiviral antiproliferativ immunmodulatorisch Zugehörig zu Klasse der Zytokine (Eiweißhormone aus Immunzellen) dienen Kommunikation zw. den Zellen und mit neuroendokr. System Leukozyten = weiße Blutkörperchen, Einteilung Granulozyten Lymphozyten Monozyten Verteilung ändert sich bei infekt. Krankheiten, mit Differentialblutbild erfassbar Lymphozyten = kleine weiße Blutkörperchen (Leukozyten), Unterscheidung v.a. B-Lymphozyten, Träger der humoralen Immunität T-Lymphozyten, Träger der zellvermittelten Immunität MHC = major histocompatibility complex (dessen Gene codieren die Proteine, die die immun. Individualität eines Menschen ausmachen, Teil des menschl. Genoms; Ähnlichkeit wichtig bei Transplantationen, damit wenig Abstoßungsgefahr) nPBL = anzahl im peripheren Blut (im Experiment Anzahl der Leukozyten) Plasmazellen = letzte Differenzierungsform der B-Lymphozyten, Träger der humoralen Imunität weil Produzenten der Immunglobuline (Antikörper); zu einem Klon gehörende Plasmazellen stellen jeweils nur einen Antikörper her Proliferation = Zellteilung, Zellvermehrung Zytokine = Eiweißhormone aus Immunzellen Kortisol hemmt Bildung aller Zytokine Zytokine können Kortisolsekretion stimulieren Wechselseitige Beeiflussung: ZNS Hyp.Hyp.NNR-Achse endokrines System Immunsystem