Die HPA-Achse: Wie Gehirn und Nebenniere gemeinsam Stress regulieren
Die HPA-Achse: Wie Gehirn und Nebenniere gemeinsam Stress regulieren
Herzklopfen vor einem Kundengespräch, ein flauer Magen vor einer Prüfung oder ein Kloß im Hals vor einer wichtigen E-Mail. Solche Reaktionen kennt fast jeder. An ihrer Entstehung ist die HPA-Achse beteiligt. Sie verbindet bestimmte Regionen des Gehirns mit der Hypophyse und der Nebenniere und steuert unter anderem die Ausschüttung von Cortisol. Nach einer Belastung sorgt eine Rückkopplung dafür, dass die Stressreaktion wieder abnimmt.
Was ist die HPA-Achse und wie entsteht die Stressreaktion im Körper?
HPA steht für Hypothalamus, Hypophyse (Pituitary) und Nebenniere (Adrenal). Die drei Stationen arbeiten nacheinander. Nimmt das Gehirn eine Situation als belastend wahr, setzt der Hypothalamus CRH frei. Dieses Hormon regt die Hypophyse dazu an, ACTH auszuschütten. Über das Blut gelangt ACTH zur Nebennierenrinde und regt dort die Produktion von Cortisol an1.
Cortisol stellt dem Körper Energie zur Verfügung und erhöht die Aufmerksamkeit. Gleichzeitig werden Vorgänge zurückgestellt, die in einer akuten Belastung weniger wichtig sind, zum Beispiel die Verdauung. Ist die Belastung vorbei, bremst Cortisol seine eigene weitere Ausschüttung. Dazu bindet es an Rezeptoren im Hypothalamus und in der Hypophyse. Diese Rückkopplung hilft dabei, die Stressreaktion wieder herunterzufahren.
Wie hängt die HPA-Achse mit der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn zusammen?
Die HPA-Achse arbeitet nicht unabhängig von anderen Körpersystemen. Eine Verbindung besteht unter anderem zum enterischen Nervensystem des Darms, das häufig als zweites Nervensystem bezeichnet wird. Darmmikroorganismen bilden verschiedene Stoffwechselprodukte, darunter kurzkettige Fettsäuren und GABA. Diese Stoffe können über das Blut oder über Nervenfasern des Vagusnervs Signale an das Gehirn weitergeben. Dort erreichen sie unter anderem Regionen, die an der Stressregulation beteiligt sind.
Die Verbindung zwischen Darm und Gehirn hilft zu erklären, warum sich Stress auch körperlich im Bauch bemerkbar machen kann. Gleichzeitig beeinflusst eine dauerhaft erhöhte Aktivität der HPA-Achse den Darm. Dazu gehören Veränderungen der Durchblutung und der Barrierefunktion. Darm und Stresssystem beeinflussen sich deshalb gegenseitig.
Aktuelle Forschung und spannende Fakten
Eine randomisierte, placebokontrollierte Studie untersuchte bei gesunden Männern, wie kurzkettige Fettsäuren die Stressreaktion beeinflussen. Die Teilnehmer erhielten die Fettsäuren eine Woche lang direkt in den Dickdarm. Anschließend reagierten sie auf einen standardisierten psychosozialen Stresstest mit einer geringeren Cortisolantwort als die Placebogruppe2.
Eine weitere Studie befasste sich mit dem Zusammenhang zwischen der HPA-Achse und dem Vagusnerv. Bei 39 gesunden Erwachsenen wurde die HPA-Achse medikamentös aktiviert oder unterdrückt. Die Aktivierung ging mit einer messbaren Abnahme des Vagustonus einher. Die Unterdrückung zeigte dagegen keinen Effekt auf die Herzratenvariabilität3.
Die Ergebnisse sprechen dafür, dass der Vagusnerv an der Verbindung zwischen Stresshormonen und dem autonomen Nervensystem beteiligt ist. Die Untersuchung sagt allerdings nichts darüber aus, ob Atemübungen oder Entspannungstechniken die HPA-Achse auf dieselbe Weise beeinflussen.
Auch der Zeitpunkt des Aufwachens spielt eine Rolle. Eine Studie mit 34 Erwachsenen untersuchte den Einfluss der inneren Uhr auf den morgendlichen Cortisolanstieg. Dafür veränderten die Forschenden Schlaf- und Wachzeiten unter kontrollierten Laborbedingungen. Der Cortisolanstieg nach dem Aufwachen fiel stärker aus, wenn die Aufwachzeit früher in der individuellen zirkadianen Phase lag4.
Für den Alltag heißt das: Die Cortisolreaktion am Morgen hängt nicht allein davon ab, wie lange du geschlafen hast. Auch der Zeitpunkt des Aufwachens im Verhältnis zu deiner inneren Uhr spielt eine Rolle.
5 Wege, die HPA-Achse zu regulieren
Health Standard Solutions - Unser Ansatz
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Health Standard Solutions entwickelt Konzepte, die den Darm und die HPA-Achse im Zusammenhang betrachten. Mikrobiomanalysen liefern dabei die Datengrundlage, aus der sich eine individuelle Empfehlung zu Lebensstil und gegebenenfalls Supplementierung ableiten lässt.
Zukunftsperspektive
Die Forschung zur Verbindung zwischen Darm, Stoffwechselprodukten und Stressregulation entwickelt sich weiter, vor allem bei der Frage, welche Metabolite an welchen Signalwegen beteiligt sind. Eine Analyse des eigenen Mikrobioms zu Hause kann dabei zusätzliche Marker liefern und die Frage aufwerfen, ob Darmflora und Darmbarriere im Gleichgewicht sind. Neben Schlaf und Herzratenwerten liefert sie damit einen weiteren Anhaltspunkt für die eigene Stressregulation.
Quellen
1 Sheng JA, Bales NJ, Myers SA, Bautista AI, Roueinfar M, Hale TM, Handa RJ. 2021. The Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis: Development, Programming Actions of Hormones, and Maternal-Fetal Interactions. Frontiers in Behavioral Neuroscience 15:601939. DOI 10.3389/fnbeh.2020.601939. Zurück
2 Dalile B, Vervliet B, Bergonzelli G, Verbeke K, Van Oudenhove L. 2020. Colon-delivered short-chain fatty acids attenuate the cortisol response to psychosocial stress in healthy men: a randomized, placebo-controlled trial. Neuropsychopharmacology 45(13):2257–2266. DOI 10.1038/s41386-020-0732-x. Zurück
3 Agorastos A, Heinig A, Stiedl O, Hager T, Sommer A, Mueller JC, Schruers KR, Wiedemann K, Demiralay C. 2019. Vagal effects of endocrine HPA axis challenges on resting autonomic activity assessed by heart rate variability measures in healthy humans. Psychoneuroendocrinology 102:196–203. DOI 10.1016/j.psyneuen.2018.12.017. Zurück
4 Bowles NP, Thosar SS, Butler MP, Clemons NA, Robinson LD, Ordaz OH, Herzig MX, McHill AW, Rice SPM, Emens J, Shea SA. 2022. The circadian system modulates the cortisol awakening response in humans. Frontiers in Neuroscience 16:995452. DOI 10.3389/fnins.2022.995452. Zurück