CAVE-Untersucher: Epigenetisches Altern - Herzinfarktrisiko durch Methylierung

Medizin am Abend Berlin MaAB - Fazit: Mechanismus zum Zusammenhang von Alter, Stress und Herzinfarkt gefunden

Alter und Stress führen zu einem erhöhten Krankheitsrisiko sowie zu verstärkten Entzündungsprozessen. 

Welche molekularen Vorgänge dahinter stecken, weiß man nicht. 

• Bekannt ist, dass Alter und Stress sich epigenetisch auswirken, sprich sie beeinflussen, ob bestimmte Gene stärker, schwächer oder überhaupt nicht abgelesen werden. 

Epigenetische Veränderungen sind normal, werden aber durch den Alterungsprozess sowie durch Stress beschleunigt. 

Je mehr Stress, desto schneller schreitet das „epigenetische Altern“ voran. 

Forscher des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie haben untersucht, ob diese epigenetischen Effekte Moleküle beeinflussen, die an Entzündungsprozessen beteiligt sind. 
 
Im renommierten Fachjournal PNAS wurden ihre Studienergebnisse jüngst veröffentlicht. Erstautor Anthony S. Zannas und seine Kolleginnen sowie Kollegen werteten Daten von mehr als 3000 Teilnehmenden im Alter zwischen 18 und 87 Jahren aus.

• Sie konnten zeigen, dass epigenetische Veränderungen, die durch Stress und Alter entstanden sind, mit Veränderungen im Immunsystem zusammenhängen, die entscheidend für entzündliche Prozesse bei cardiovaskulären Erkrankungen sind. 

• Durch viel Stress erfolgt eine schnellere epigenetische Alterung in Genen, die das Immunsystem regulieren und dadurch ein höheres Risiko für einen Herzinfarkt.

Der epigenetische Effekt von Stress und Alter zeigt sich durch die Reduzierung der so genannten Methylierung des Gens FKBP5. 

Das an der Stress-Physiologie beteiligte Protein wird durch diesen Prozess stärker abgelesen. 

• Das führt zu einer gesteigerten Entzündungsreaktion durch die Aktivierung des wichtigen Immunregulators NF-kB. 

Dadurch entsteht ein höheres Risiko für cardiovaskuläre Erkrankungen.

„Die durch den Alterungsprozess und Stress hervorgerufenen epigenetischen Veränderungen im Immunsystem können ein Risikofaktor für Entzündungen sowie Herzinfarkte sein“, fasst Zannas zusammen.

• Anders gesagt zeigen Patienten, die einen Herzinfarkt erlitten haben, genau die epigenetischen Veränderungen, die durch vermehrten Stress und den dadurch beschleunigten Alterungsprozess entstehen.

Die MPI-Forscher haben auch den umkehrten Effekt auf Zellebene überprüft: durch die Hemmung oder Löschung von FKBP5 in Immunzellen wurde die Reaktion auf das Immunsystem unterbunden.

Neue Behandlungsansätze

Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass durch Alter und Stress entstandene epigenetische Effekte Entzündungsprozesse beschleunigen.

Sie könnten dadurch eine entscheidende Rolle für die Entstehung cardiovaskulärer Erkrankungen spielen.

„Damit konnten wir einen Mechanismus identifizieren, der verantwortlich sein könnte für die Häufigkeit cardiovaskulärer Erkrankungen bei Personen mit Stress-bedingten psychiatrischen Erkrankungen“, sagt Elisabeth Binder, Direktorin am Max-Planck-Institut für Psychiatrie.

Die beschriebenen epigenetischen Modifikationen sowie die Immunveränderungen könnten als Biomarker dienen und helfen, ein erhöhtes Risiko für Erkrankungen wie einen Herzinfarkt vorherzusagen.

Das Wissen um die Zusammenhänge von Stress, Alter und Herzerkrankungen bzw. epigenetische Veränderungen und Entzündungsprozesse kann außerdem zu neuen Behandlungsansätzen für Stress-bedingte Erkrankungen führen.

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Originalpublikation:

https://doi.org/10.1073/pnas.1816847116


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360° TOP-Hinweis: Rettungsstelle-KANZEL: Missbrauch und Misshandlung von Kinder

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Wenn die Kindheit lange Schatten wirft - Missbrauch und Misshandlung verändern Immunprozesse

Wenn Kinder misshandelt, missbraucht oder vernachlässigt werden, finden sich noch viele Jahre danach erhöhte Entzündungswerte im Blut. 

Die Folgen sind nicht nur ein erhöhtes Risiko für psychische Erkrankungen, sondern auch für bestimmte altersassoziierte körperliche Erkrankungen. 

Bislang war unklar, welche molekularen Mechanismen diesem chronischen Entzündungszustand zugrunde liegen. Nun ist es Wissenschaftlern der Ulmer Universität und Uni-Klinik gelungen, veränderte Prozesse in den Immunzellen sowie oxidativen Stress als möglichen Mit-Verursacher zu enttarnen. 
 
Christina Böck bei der Arbeit im Labor Universität Ulm

 

• Spuren finden sich bis heute in ihrem Blut: In den Körpern erwachsener Frauen, die als Kinder misshandelt, missbraucht oder vernachlässigt wurden, lassen sich noch Jahre danach erhöhte Entzündungswerte nachweisen. 

Die Folgen sind nicht nur ein erhöhtes Risiko für psychische Erkrankungen, sondern auch für bestimmte altersassoziierte körperliche Erkrankungen.

Bislang war unklar, welche molekularen Mechanismen diesem chronischen Entzündungszustand zugrunde liegen. Nun ist es Wissenschaftlern der Ulmer Universität und Uni-Klinik gelungen, veränderte Prozesse in den Immunzellen, genauer in den Zell-„Kraftwerken“ (Mitochondrien), sowie oxidativen Stress als möglichen Mit-Verursacher zu enttarnen. Ihre Erkenntnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Mitochondrion“ veröffentlicht.

Entzündliche Prozesse im Körper sind eine natürliche Antwort des Immunsystems auf beispielsweise Krankheitserreger oder Verletzungen des Gewebes. Im Normalfall klingen sie nach kurzer Zeit ab, weil der Körper sie – mit medikamentöser Unterstützung oder ohne – erfolgreich bekämpft hat. „Langfristig bestehende Entzündungen können jedoch auf Dauer die Struktur sowie die Funktion von Zellen schädigen und das Immunsystem schwächen. Eine erhöhte Anfälligkeit für körperliche und psychische Erkrankungen kann die Folge sein“, erklärt Professorin Iris-Tatjana Kolassa, Leiterin der Abteilung Klinische und Biologische Psychologie an der Universität Ulm. Die Psychologin ist dem molekularen Mechanismus auf der Spur, der Misshandlungserfahrungen und chronische Entzündungsprozesse biologisch miteinander verknüpft. „Eine Schlüsselrolle spielen dabei die Mitochondrien, also die Kraftwerke der Zellen. Diese kommen nicht zuletzt bei der Initiierung von Entzündungsreaktionen ins Spiel“, erläutert Doktorandin Christina Böck, die Erstautorin der Studie. „Gleichzeitig können sie durch Entzündungen und oxidativen Stress geschädigt werden. Dabei treten womöglich mitochondriale Veränderungen auf, die sich langfristig negativ auf die Gesundheit auswirken können.  

Das Ulmer Forscherteam aus Psychologen, Molekularbiologen und Ärzten hat nun erste Hinweise auf eine veränderte Mitochondrienfunktion bei den misshandelten Frauen gefunden.

Im Rahmen einer Voruntersuchung zur Ulmer Studie „Meine Kindheit – Deine Kindheit“ haben Wissenschaftler der Abteilung für Biologische und Klinische Psychologie der Uni Ulm sowie der Ulmer Universitätsmedizin deshalb 30 Frauen im Alter von 22 bis 44 Jahren Blut entnommen, die bis zum Alter von 18 Jahren in unterschiedlichem Ausmaß emotionale und körperliche Misshandlung und Vernachlässigung oder sexuellen Missbrauch erlebt haben.

• Ihr Blut wurde auf pro-entzündliche Biomarker (Zytokine, C-reaktives Protein), Hinweise auf oxidativen Stress und die Aktivität der Mitochondrien untersucht. 

• Die Analyse der Blutproben brachte ans Licht, dass diese Frauen mehr Entzündungsmarker im Blut aufwiesen und dass dies mit einer gesteigerten Aktivität der Mitochondrien einherging. Zudem offenbarte sich ein erhöhtes Maß an oxidativem Stress, sichtbar an der Zunahme der reaktiven Sauerstoffspezies und an einer Verringerung anti-oxidativer Substanzen.

„Mit dieser Studie zeigen wir, dass die Schatten der Kindheit lange nachwirken“, so Böck. Die Analyse machte zudem deutlich, dass die Veränderungen auf Zellebene umso ausgeprägter waren, je schwerwiegender die Vernachlässigungs- und Misshandlungserfahrungen waren.

• In den ersten Lebensjahren entwickelt sich die so genannte Stressantwort des Körpers als ein Zusammenspiel des Hormon-, Nerven- und Immunsystems. Diese ermöglicht uns, in akuten Stresssituationen zum Beispiel auf Umweltfaktoren adäquat zu reagieren.

„Wir vermuten, dass die Stressantwort nachhaltig verändert ist, wenn Kinder in dieser hochsensiblen Phase negativen Erlebnissen wie Missbrauch ausgesetzt sind“, sagt die Wissenschaftlliche Mitarbeiterin Böck. „Die vermehrten Entzündungsprozesse und die erhöhte mitochondriale Aktivität könnten eine schützende Anpassungsreaktion des Körpers unter exzessivem und chronischem Stress sein“, glaubt auch Professorin Iris-Tatjana Kolassa.

Langfristig führten diese aber zu einer erhöhten Anfälligkeit für bestimmte körperliche Folgeerkrankungen. 






Prof. Iris-Tatjana Kolassa Universität Ulm / Elvira Eberhardt

Doch die Wissenschaftler haben bereits Hinweise auf Schutzfaktoren, die solche Folgeerkrankungen verhindern können. So erhöht körperliche Aktivität das anti-oxidative Potenzial des Körpers, und soziale Unterstützung – beispielsweise durch einen Partner oder Freunde – vermindert entzündliche Prozesse. In Zukunft wollen sich die Forscher diesen protektiven Prozessen zuwenden.

Das Ziel: die Entwicklung neuer psychotherapeutischer und medikamentöser Strategien zur Behandlung und Prävention der psychischen und körperlichen Folgen von Psychotraumata.


Literaturhinweis:
Boeck, C., et al., Inflammation in adult women with a history of child maltreatment: The involvement of mitochondrial alterations and oxidative stress, Mitochondrion (2016),


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Christina Böck, M.Sc., christina.boeck@uni-ulm.de, Tel.: 0731/ 50 26596
Prof. Dr. Iris Tatjana Kolassa, iris.kolassa@uni-ulm.de, Tel: 0731/50 26590
Andrea Weber-Tuckermann Universität Ulm
Marieke Behnel / Abteilung für Klinische und Biologische Psychologie

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http://dx.doi.org/10.1016/j.mito.2016.08.006