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Lexikon der Biologie

Psychoneuroimmunologie

ESSAY

Uwe Tewes

Psychoneuroimmunologie

Die Psychoneuroimmunologie (Abk. PNI) ist ein interdisziplinärer Forschungsansatz zur Untersuchung der Frage, ob sich das Immunsystem weitgehend autonom reguliert oder ob seine Funktionen – vermittelt durch Nervensystem und Hormonsystem (Hormone) – auch durch Erleben und Verhalten beeinflußt werden. Sie ist Teilgebiet der Biopsychologie (Psychobiologie). Der Begriff wurde 1980 von dem amerikanischen Psychologen R. Ader geprägt. Die Annahme einer autonomen Regulation des Immunsystems beruhte auf der Beobachtung, daß sich immunologische Vorgänge in vitro nachweisen lassen. Dem standen Beobachtungen entgegen, wonach Veränderungen der Immunfunktionen häufig mit Änderungen im psychischen System assoziiert sind. Verhaltenswissenschaftler (Ethologie) und Psychsomatiker (Psychosomatik) postulierten kausale Zusammenhänge, wie z.B., daß die sog. Typ-C-Persönlichkeit für Krebserkrankungen (Krebs) prädestiniert sei oder sich in einer körperlichen Erkrankung ein intrapsychischer Konflikt symbolisch manifestiere. Biologische Erklärungen dafür, wie es zu derartigen Beziehungen kommen könne, gab es jedoch nicht. Nicht zu widerlegen war die Vermutung, daß Änderungen in den Lebensumständen und im Verhalten sowohl die körperliche Gesundheit als auch die psychische Verfassung beeinflussen können. In den letzten Jahren vermehrten sich die Hinweise dafür, daß das Immunsystem einen wesentlichen Beitrag zur Aufrechterhaltung der physiologischen Homöostase leistet. Botenstoffe des Immunsystems informieren das Zentralnervensystem über immunologische Aktivitäten und deren Veränderungen, und das Nervensystem kontrolliert immunologische Funktionen über Nervenendigungen in den lymphatischen Organen und rezeptorvermittelt über Botenstoffe der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse (neuroendokrines System) und des Sympathikus (Neuroimmunologie).
H.O. Besedowski war einer der ersten, der ein Netzwerk komplexer immuno-neuro-endokriner Kommunikationsvorgänge ( vgl. Abb. ) postulierte und folgende Systemeigenschaften beschrieb: 1) Das Immunsystem hat Merkmale eines rezeptorspezifischen Sinnesorgans, welches das Zentralnervensystem über antigenbedingte (Antigene) Veränderungen seiner Funktionen informiert. 2) Die adäquate immunologische Reaktion auf Antigene wird durch immuno-neuroendokrine Regelkreise (Regelung) gesteuert. 3) Das Immunsystem produziert hormonähnliche Substanzen und beeinflußt auf diese Weise die Steuerung des neuroendokrinen und metabolischen Anpassungsprozesses während entzündlicher, infektiöser und neoplastischer Veränderungen im Organismus (Entzündung, Infektion, Neoplasma).
Wesentliche Erkenntnisse, inwieweit Immunfunktionen vom Nervensystem entweder unmittelbar oder indirekt auf dem Umweg über das Hormonsystem beeinflußt werden können, kommen aus dem Bereich der Streßforschung (Streß; vgl. Infobox 1 ). Die Abstimmung zwischen der psychoendokrinologischen Streßreaktion und der Immunreaktion erfolgt vor allem durch das Corticoliberin (Corticotropin-releasing-Hormon, CRH), das im Hypothalamus und in einigen anderen Hirnregionen produziert wird und die Hypophyse zur Abgabe des adrenocorticotropen Hormons (ACTH) stimuliert, welches wiederum die Nebennierenrinde (Nebenniere) zur Abgabe von Cortisol anregt. Cortisol steuert nicht nur zahlreiche Stoffwechselvorgänge (Stoffwechsel), sondern ist auch ein Immunregulator und Entzündungshemmer. In den primären und sekundären immunologischen Organen, wie Knochenmark, Lymphknoten, Milz und Thymus, entwickeln sich die Immunzellen. Die Funktion dieser Organe wird nicht nur durch Hormone wie das Cortisol beeinflußt, sondern die Organe sind auch durch Fasern des vegetativen Nervensystems innerviert. Auf diese Weise können zelluläre immunologische Funktionen, wie Zellreifung, Zellaktivierung, Proliferation, Differenzierung, Migration, Rezeptorexpression oder Sezernierung von Cytokinen, durch Neurotransmitter beeinflußt werden. So hat sich z.B. zeigen lassen, daß immunologische Prozesse durch Stimulationen oder Läsionen im peripheren oder zentralen Nervensystem verändert werden, wobei verschiedene corticale Gebiete unterschiedliche immunmodulatorische Funktionen (Immunmodulation) haben. Läsionen im linken frontoparietalen Cortex hemmen z.B. die Aktivität der Natural-Killer-Zellen und vermindern die Antwort der T-Lymphocyten. Läsionen im rechten Neocortex steigern hingegen dieselben Funktionen. Die Immunfunktionen werden aber auch durch verschiedene Hormone, Neurotransmitter und Neuropeptide des Gehirns beeinflußt. Während das Nervensystem mit seiner Empfänglichkeit für Außenreize durch Botschaften an das Hormonsystem und Immunsystem versucht, die Komponenten des Gesamtorganismus auf die Bewältigung externer Einflüsse abzustimmen, informiert das Immunsystem die beiden anderen Systeme über seine Aktivitäten und Beanspruchungen, damit die Gesamthomöostase des Organismus aufrecht erhalten werden kann. Diese Abstimmungen sind erforderlich und manchmal lebensnotwendig, weil Immunreaktionen sehr hohe Anforderungen an den Metabolismus (Stoffwechsel) stellen. So reagiert z.B. die Hypophyse mit vermehrter ACTH-Ausschüttung und erhöht damit die Corticosteronwerte (Corticosteron) im Blut, wenn sie durch Il-1 oder Il-6 (Interleukine) stimuliert wird. Immunkompetente Zellen (immunkompetenter Lymphocyt) sind aber auch selbst in der Lage, Hormone zu produzieren. Einen Corticosteronanstieg konnte man z.B. auch bei Mäusen, denen die Hypophyse entfernt worden war, beobachten, wenn sie mit einem Virus infiziert wurden, um auf diese Weise die Aktivität des Immunsystems zu stimulieren. Auch Leukocyten können durch CRH dazu stimuliert werden, ACTH und Endorphine zu synthetisieren. Im Falle starker Belastungen des Immunsystems muß auch über das Nervensystem eine Veränderung des Krankheitsverhaltens bewirkt werden, die den Organismus davor schützt, sich durch falsches Verhalten zu überfordern. Daher informiert das Immunsystem das zentrale Nervensystem über Botenstoffe oder über die Stimulation autonomer und sensorischer Nervenbahnen über Veränderungen seiner Aktivitäten. So können z.B. Immunzellen mit Hilfe von Cytokinen, mit denen sie sonst untereinander kommunizieren, über das Blut, den Vagus und den Endkern des Tractus solitarius auch Nachrichten an das Gehirn weiterleiten. Sofern sie über das Blut in das Gehirn eindringen, ist die Blut-Hirn-Schranke dabei kein Hindernis. Manche Cytokine können sie ohnehin passieren, für andere wird die Schranke bei Entzündungen oder Erkrankungen durchlässiger. Indirekt können sie Wirkungen durch die Schranke erzielen, indem sie Zellen der Innenwand von Hirngefäßen veranlassen, im umgebenden Hirngewebe andere Signalmoleküle freizusetzen. Experimentell ließ sich z.B. nachweisen, daß Mikroinjektionen von α-Interferon die Aktivitäten von Nervenzellen im Cortex, Hippocampus und Hypothalamus verändern. Mit α-Interferon behandelte Patienten leiden vermehrt unter Appetitmangel, Müdigkeit und vielfältigen Schmerzbeschwerden (Schmerz). Die Botenstoffe des Immunsystems können auch Fasern, die vom limbischen System zum Hypothalamus, Locus coeruleus und anderen Teilen des Hirnstamms führen, stimulieren und damit emotionale Reaktionen (Emotionen) und insbesondere die Streßverarbeitung unmittelbar beeinflussen. Insgesamt mehren sich die Hinweise dafür, daß unter akutem Streß auch das Immunsystem aktiviert wird. Neben einer physiologischen Aktivierung der körpereigenen Ressourcen zur Abwehr von äußeren Gefahren werden im peripheren Blut vermehrt Natural-Killer-Zellen bereitgestellt und aktiviert, die im Falle einer Verletzung sofort die Bekämpfung eingedrungener Fremdsubstanzen aufnehmen und den Heilungsprozeß unterstützen können. Bei chronischem Streß kommt es hingegen neben einer Beeinträchtigung physiologischer Funktionen durch Dysregulation nervaler und humoraler Prozesse vermutlich auch zu einer Schwächung der immunologischen Abwehr ( vgl. Infobox 1 ). Bei Gefahren „von innen“, auf die zuerst das Immunsystem reagiert, wird deren Abwehr Priorität eingeräumt. Die parasympathischen Aktivitäten zum Ausbau der Energiereserven des Körpers werden aktiviert (Parasympathikus). Der Organismus entwickelt ein vermehrtes Bedürfnis nach Ruhe und Schlaf. Die Stimulierung des limbischen Systems durch Botenstoffe des Immunsystems, die bei immunologischen Abwehrreaktionen freigesetzt werden, lösen ein Verhalten aus, das Erholung und Heilung unterstützt. So konnte z.B. auch gezeigt werden, daß Il-1 schlaffördernd wirkt und das Erkundungsverhalten von Tieren vermindert. Methoden: vgl. Infobox 2 .

Lit.: Glaser, R., Kiecolt-Glaser, J. (Hrsg.): Human Stress and Immunity. San Diego 1994. Miketta, G.: Netzwerk Mensch. Den Verbindungen von Körper und Seele auf der Spur. Reinbek 1994. Schedlowski, M.: Streß, Hormone und zelluläre Immunfunktionen. Ein Beitrag zur Psychoneuroimmunologie. Heidelberg 1994. Schedlowski, M., Tewes, U. (Hrsg.): Psychoneuroimmunologie. Heidelberg 1996.



Psychoneuroimmunologie

Neuro-immuno-endokrine Interaktionen
Das vereinfachte Schema zeigt die molekularen und zellulären Grundlagen der lokalen („local talk“) und langen („tele talk“) neuronalen und endokrinen Schleifen für den neuroimmunoendokrinen Kurz- und Langzeitdialog mit der Peripherie und im Zentralnervensystem (ZNS) selbst.
BHS Blut-Hirn-Schranke, HPA-Achse Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse, CRH Corticoliberin (Corticotropin-releasing-Hormon), B B-Lymphocyt, M Makrophage bzw. Monocyt, T T-Lymphocyt.

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