3. Prophylaxe-Seminar des KNS Arno Villringer

Transkript

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2 Die wichtigsten vaskulären Risikofaktoren Arterielle Hypertonie Rauchen Adipositas (Blutfette) Diabetes

3 Risikofaktoren und das Gehirn Risikofaktoren Hypertonie Rauchen Adipositas Diabetes Gehirn / N-pathologie Ischämien Neurodegeneration Blutungen Kognition / Verhalten Aphasie, Apraxie, Stör Exekutivfunktionen Demenz

4 Risikofaktoren und das Gehirn HYPOTHESE Risikofaktoren Hypertonie Rauchen Adipositas Diabetes Kognition / Verhalten??? Gehirn / N-pathologie???

5 Risikofaktoren und das Gehirn HYPOTHESE Risikofaktoren Hypertonie Rauchen Adipositas Diabetes Stress Stress Kognition / Verhalten??? Gehirn / N-pathologie???

6 Alter und Prävalenz der Hypertonie

7 Gibt es prädiktive Faktoren für die (spätere) Entwicklung einer Hypertonie

10 Wie wird der Blutdruck reguliert?

11 Blutdruck-Regulation Medulla Oblongata Peripheres Nervensystem Barorezeptor Afferenz Parasympathikus Nc. tract. Solitarius Dorsaler Nc. Vagus Sympatikus Rostro ventrolat. Medulla Intermediolat. Zell-Kolumne Vaskul. System Blutgefäße / Herz

12 Blutdruck-Regulation Zwischenhirn Pons/Mittelhirn Hypthalamus, Peri-aqäductales Grau Parabrachiale pontine Ncl. LS Medulla Oblongata Peripheres Nervensystem Barorezeptor Afferenz Parasympathikus Nc. tract. Solitarius Dorsaler Nc. Vagus Sympatikus Rostro ventrolat. Medulla Intermediolat. Zell-Kolumne Vaskul. System Blutgefäße / Herz

13 Blutdruck-Regulation Großhirn? Zwischenhirn Pons/Mittelhirn Hypthalamus, Peri-aqäductales Grau Parabrachiale pontine Ncl. LS Medulla Oblongata Peripheres Nervensystem Barorezeptor Afferenz Parasympathikus Nc. tract. Solitarius Dorsaler Nc. Vagus Sympatikus Rostro ventrolat. Medulla Intermediolat. Zell-Kolumne Vaskul. System Blutgefäße / Herz

14 Je höher die Blutdruck-Anwort desto mehr Anterior Cingulate Cortex Aktivität

15 Gehirn-Regionen, die mit Blutdruck-Antwort bei Emotions/Kognitions Aufgabe korrelieren Amygdala, temporaler Kortex Diastolisch Systolisch Rechte Amygdala Beidseitige Amygdala

16 Blutdruck-Regulation in Amygdala

17 Blutdruck-Regulation in Cingulum, Insula

18 Blutdruck-Regulation Großhirn Cingulum Amygdala Inselkortex Zwischenhirn Pons/Mittelhirn Hypothalamus, Peri-aqäductales Grau Parabrachiale pontine Ncl. LS Medulla Oblongata Peripheres Nervensystem Barorezeptor Afferenz Parasympathikus Nc. tract. Solitarius Dorsaler Nc. Vagus Sympatikus Rostro ventrolat. Medulla Intermediolat. Zell-Kolumne Vaskul. System Blutgefäße / Herz

19 Bei gesteigerter Blutdruck-Antwort durch Stress: An welcher Stelle der Blutdruckregulation liegt der Unterschied? Etwa bereits im Großhirn? (wäre ein erster Hinweis auf eine kausale Rolle!)

20 Amygdala Aktivierung korreliert mit überschiessender RR-Antwort

21 Könnten Zentren der Emotions-Verarbeitung eine kausale Rolle in der Entstehung einer arteriellen Hypertonie spielen?

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23 Amygdala-Läsion schwächt Entwicklung einer arteriellen Hypertonie bei Ratten ab

24 Amygdala-Läsion verhindert Entwicklung einer Stress-induzierten von art. Hypertonie bei Ratten Sham Amygdala Läsion Baklavadzhyan et al. Neurosci Behav Physiol 2000 Entwicklung einer arteriellen Hypertonie nach Amygdala- Läsion

25 Zusammenfassung Arterielle Hypertonie Eine überschießende Neuro-Vegetative Kopplung unter Stress könnte eine Risiko-Konstellation für die spätere Entwicklung einer arteriellen Hypertonie sein. Diese Kopplung wird durch Regionen im Großhirn (anteriores Cingulum, Inselkortex, Amygdala), die mit Emotions-Verarbeitung zu tun haben mit gesteuert. Ausschaltung solcher Regionen (Amygdala) schwächt die Entwicklung einer arteriellen Hypertonie ab

26 Entwicklung einer arteriellen Hypertonie Hypothese Gen. Disposition zu gesteigerter Neuro-vegetativer Kopplung

27 Entwicklung einer arteriellen Hypertonie Hypothese Interaktion mit Umwelt (Stress-Situationen) Gen. Disposition zu gesteigerter Neuro-vegetativer Kopplung Übergang von intermittierender (labiler) zu manifester Hypertonie

28 Entwicklung einer arteriellen Hypertonie Hypothese Interaktion mit Umwelt (Stress-Situationen) Gen. Disposition zu gesteigerter Neuro-vegetativer Kopplung Übergang von intermittierender (labiler) zu manifester Hypertonie Manifeste Hypertonie

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30 Verhalten / Stress / Kognition Rolle in Entstehung von Adipositas?

31 Ist das Gehirn von adipösen ( sonst gesunden ) Menschen verändert?

32 Ist das Gehirn von adipösen ( sonst gesunden ) Menschen verändert? Voxel basierte Morphometrie (VBM)

33 Korrelation zwischen Body Mass Index (BMI) und Grey Matter Density (GMD)

34 Funktionen des orbitofrontalen Kortex anterior komplexe / abstrakte Werte posterior Weniger komplexe Werte z.b. Geschmack Evaluierung von Bestrafungen, die zu Verhaltensänderungen führen Monitoring, Lernen & Gedächtnis Belohnungs-Wert von Verstärkern Source: Kringelbach ML & Rolls ET, Prog. Neurobiol. 72, (2004)

35 Korrelation zwischen Body Mass Index (BMI) und Grey Matter Density (GMD)

36 Was ist bei Menschen mit Adipositas in Belohnungsarealen verändert?

37 Die Dichte von Dopamin (D2)- Rezeptoren ist bei Adipositas verringert Volkow and Wise 2005

38 Möglicher pathophysiologischer Zusammenhang Essen Dopamin?

39 Essen stimuliert Dopamin Freisetzung Volkow and Wise 2005

40 Eine Reduktion von D2-Rezeptoren findet sich typischerweise bei Sucht Überstimulation führt zu einer Reduktion der (D2)-Rezeptor-Dichte Volkow and Wise 2005

41 Eine Reduktion von D2-Rezeptoren findet sich typischerweise bei Sucht Überstimulation führt zu einer Reduktion der (D2)-Rezeptor-Dichte Adipositas als Form einer Suchterkrankung? Volkow and Wise 2005

42 Untergruppen bei Adipositas?

43 VBM-Befunde bei Frauen und Männern Frauen r = p < 0,001 Männer r = p < 0,001

44 Strukturelle Veränderungen im linken BODY MASS INDEX: Left Putamen Putamen: NUR BEI FRAUEN Frauen r = p < 0,001 Männer r = p = 0.979

45 Leptin-Konzentration korreliert mit Hirnstruktur Orbitofrontaler Kortex: bei Männern und Frauen Linkes Putamen: Nur bei Frauen

46 Inverse Korrelation von [Leptin] mit grey matter density in rechtem frontalen Kortex: Nur bei Frauen Nur bei Frauen

47 Mutmaßliche Rolle von Putamen, re-lat präfrontaler Kortex

48 Mutmaßliche Rolle von Putamen, re-lat präfrontaler Kortex Putamen: implizites Lernen, habituelles Verhalten Re-lat präfront Kortex: Ziel orientiertes Verhalten

49 Implizites Lernen: Behaviorale Befunde Schlanke Probanden lernen besser als adipöse

50 Strukturelle Veränderungen des Gehirns bei Adipositas Henne oder Ei

51 Entscheidungsfindung bei Menschen mit Risikogen für Adipositas (FTO 740): Iowa Gambling Task Entscheidungsfindung bei Unsicherheit (Bechara et al. 1994). Testet die Sensitivität für unmittelbaren Gewinn / Verlust und langfristigem Ergebnis deck A deck B deck C deck D reward per card loss/gain frequency per 10 cards 5/5 1/9 5/5 1/9 final outcome per 10 cards loss -250 loss -250 gain +250 gain +250 Source: Bechara et al. 1994

52 FTO 740 Risiko Genotyp und Vermeiden von risikoreichem Deck im Iowa Gambling Task Träger des FTO Risiko- Allel lernen weniger schnell risikoreiches Deck zu vermeiden

53 FTO 740 Genotyp, Entscheidungsfindung, Hirnstruktur FTO 740 FTO 740 max: z = 5.13, p<.001; behav. max: z = 3.96, p<.001; FWE-corr. on cluster level

54 Adipositas Gehirn / Verhalten / Gene Adipositas ist assoziiert mit vermehrter grauer Substanz in medialem orbitofrontalem Cortex, Nc accumbens (Bei Frauen zusätzlich: Putamen (invers: lat. präf Kortex): Dopaminergen Belohnungszentren Adipositas Suchterkrankung? Adipositas geht verändertem Lernverhalten bei Aufgabe zur Wetter- Vorhersage einher. Schlanke Frauen verwenden bessere Lernstrategien bei Aufgabe zur Wetter-Vorhersage FTO Gen könnte durch veränderte Risikobereitschaft zu Adipositas führen

55 Hypothese zur Adipositas-Entstehung FTO Risiko Allel Höhere akute Risikobereitschaft Weniger Lernen

56 Hypothese zur Adipositas-Entstehung FTO Risiko Allel Interaktion mit Umwelt (universelle Verfügbarkeit hochkalorischer Nahrung) Höhere akute Risikobereitschaft Weniger Lernen

57 Hypothese zur Adipositas-Entstehung FTO Risiko Allel Höhere akute Risikobereitschaft Weniger Lernen Interaktion mit Umwelt (universelle Verfügbarkeit hochkalorischer Nahrung) Sucht

58 Hypothese zur Adipositas-Entstehung FTO Risiko Allel Höhere akute Risikobereitschaft Weniger Lernen Interaktion mit Umwelt (universelle Verfügbarkeit hochkalorischer Nahrung) Sucht Adipositas

59 Hypothese zur Adipositas-Entstehung FTO Risiko Allel Höhere akute Risikobereitschaft Weniger Lernen Interaktion mit Umwelt (universelle Verfügbarkeit hochkalorischer Nahrung) Sucht Adipositas

60 Die mögliche Rolle von Stress bei Adipositas-Pathogenese?

61 Differenzielle Effekte der verschiedenen Stress-Antworten

62 Acute versus Chronic Stressor

63 Stresshormone begünstigen die Einnahme von Adipositas förderndem Comfort Food

64 Stress und Dopamin?

65 Stress erhöht Dopamin-Ausschüttung in Belohnungs-Arealen Burghardt et al. J Neurosci 2012

66 Hypothese: Rolle von Stress bei Adipositas-Entstehung Ausgangssituation Verschiedenes Risiko für Adipositas

67 Hypothese: Rolle von Stress bei Adipositas-Entstehung Häufig wiederkehrender psychosozialer chron Stress Dopamin-Ausschüttung Ausgangssituation Verschiedenes Risiko für Adipositas

68 Hypothese: Rolle von Stress bei Adipositas-Entstehung Häufig wiederkehrender psychosozialer chron Stress Dopamin-Ausschüttung Sucht Ausgangssituation Verschiedenes Risiko für Adipositas Adipositas

69 Hypothese: Rolle von Stress bei Adipositas-Entstehung Häufig wiederkehrender psychosozialer chron Stress Dopamin-Ausschüttung Sucht Ausgangssituation Verschiedenes Risiko für Adipositas Adipositas

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71 The Selfish Brain Hypothese

72 Stress und Entstehung von Risikofaktoren Wie kann Stress Risiko-Faktor fördern? Gesteigerte neuro-vegetative Kopplung Risikofaktor Hypertonie Förderung von Zucker/Fetthaltiger Nahrungs-Zufuhr (Comfort Food) Stress reduziert Kontrolle über RauchenSubjektive Stress-Linderung durch Rauchen The Selfish Brain Hypothese Stress erhöht systemischen Glucosespiegel Adipositas Rauchen Diabetes

73 Risikofaktoren und das Gehirn Risikofaktoren Hypertonie Rauchen Adipositas Diabetes Stress Stress Gehirn / N-pathologie Belohnung-Areale Amygdala Inselkortex Kognition / Verhalten Gesteigerte neuroveg. Kopplung Sucht / Risikoverhalten

74 Therapeutische Perspektiven? Paradigmen-Wechsel statt Behandlung von Risikofaktoren PRÄVENTION von Risikofaktoren

75 Therapeutische Perspektiven? Ziel- Symptome könnten die (individuellen) kognitiven/emotionalen Risiko-Konstellationen sein. z.b. Risikoverhalten Stress-Reaktionen

76 Ansätze zur Behandlung einer überschießenden neuro-vegetativen Kopplung Mindfulness Based Stress Reduction Bio-Feedback Hirnstimulation Medikamente

77 Danke Burkhard Pleger Annette Horstmann Heiko Schlögl Michael Stumvoll Hadas Okon-Singer Jane Neumann Karsten Müller Jana Hoyer Peter Kovacz Maurice Hollmann Stefan Kabisch