Gehirn reguliert Herz-Kreislauf-System – Wie es Herzfrequenz & Blutdruck bei Stress beeinflusst

Forscher der Universität Tsukuba in Japan haben einen neuartigen Mechanismus entdeckt, durch den das Gehirn das Herz-Kreislauf-System als Reaktion auf Stress reguliert. Das Herz-Kreislauf-System, und insbesondere das Herz und die Blutgefäße, besitzt eine gewisse eigenständige Aktivität. Auf diese Weise kann es unabhängig vom Gehirn arbeiten. Dennoch zeigt die Studie, dass vom Gehirn in Stresssituationen eine gewisse Schutzfunktion ausgeht. Sie hat zum Zweck, das Herz-Kreislauf-System der Situation anzupassen.

Herz-Kreislauf-System vom Gehirn geschützt

Was in früheren Zeiten als Schutz vor anderen Raubtieren dienen sollte, trifft heutzutage auch in anderen Stresssituationen ein. Das Gehirn, und genauer gesagt die sogenannte laterale Habenula (LHb) bekommt eine gewisse regulatorische Macht über den Kreislauf. Erreicht wird dies durch die Steuerung des autonomen Nervensystems. Dieses besteht aus dem sympathischen und dem parasympathischen System, wobei ersteres eine stimulierende Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System hat und dabei die Herzfrequenz und den Blutdruck erhöht. Letzteres bewirkt wiederum das Gegenteil.

Die Studie

Die Forscher konzentrierten sich in ihrer Studie eben auf dieses LHb, das sich tief im Gehirn befindet. Sie stellten fest, dass es Verhaltensreaktionen auf stressige Ereignisse steuert und starke kardiovaskuläre Reaktionen hervorruft. Die Forscher stimulierten das LHb bei Ratten elektrisch. Die Stimulation des LHb führte zu Bradykardie (niedrige Herzfrequenz) und erhöhtem mittleren arteriellen Druck (MAD), was ein klinisch nützlicher Parameter für die Beurteilung des Gesamtblutdrucks ist. Um festzustellen, wie das LHb mit dem autonomen Nervensystem zusammenwirkt, um das Herz-Kreislauf-System zu regulieren, schalteten die Forscher das Parasympathikus-System aus, indem sie den Hauptnerv des Parasympathikus, den Vagusnerv, abschnitten oder es mit einem Medikament unterdrückten. Während dies den Effekt des LHb auf die Herzfrequenz unterdrückte, änderte es den MAD nicht. Die Unterdrückung des sympathischen Systems bewirkte wiederum das Gegenteil. Es verringerte den MAD, aber veränderte nicht die Herzfrequenz.

Dann konzentrierten sich die Forscher auf den Neurotransmitter Serotonin, der unter anderem die Modulation von Stimmung, Kognition und Gedächtnis bestimmt. Dabei stellten sie fest, dass die Blockierung aller Serotoninrezeptoren die Wirkung des LHb sowohl auf den MAD als auch auf die Herzfrequenz signifikant verringerte. Bestimmte Subtypen von Serotoninrezeptoren waren hierbei aber besonders an dem Prozess beteiligt. „Dies sind bemerkenswerte Ergebnisse, die zeigen, wie die laterale Habenula das Herz-Kreislauf-System steuert. Unsere Ergebnisse zeigen den Mechanismus eines neuronalen Schaltkreises, der eine wichtige Rolle bei stressinduzierten Verhaltensreaktionen spielt“, sagt Masayuki Matsumoto, Autor der Studie und Professor der Universität Tsukuba.