Cardiac autonomic dysfunction of patients with schizophrenia
Final Report Abstract
Herz-Kreislauf-Erkrankungen tragen signifikant zu einer reduzierten Lebenserwartung von Patienten mit Schizophrenie bei. In diesem Projekt untersuchten wir mögliche Ursachen und Auswirkungen der kardialen autonomen Dysfunktion in der Schizophrenie. Patienten zeigten eine Dominanz des sympathischen Systems und eine Reduktion des vagalen Einflusses auf die Herzaktivität. Schnelle autonome Reflexe, welche die Herzfrequenz an Atmung und Blutdruckschwankungen anpassen, waren bei Patienten deutlich abgeschwächt. Eine erhöhte T-Wellen-Alternans im 12-Kanal-EKG deutete auf eine gestörte Erregungsrückbildung und erhöhte Vulnerabilität des Myokards hin, die bei Patienten mit erhöhter Symptomausprägung stärker verändert war. Während körperlicher Belastung scheint die kardiale Dysfunktion dazu zu führen, dass sich das Herz-Kreislauf-System nicht an die Anforderungen anpassen kann. In einem Teil unserer Patienten konnten wir eine chronotrope Inkompetenz nachweisen, die sich auch durch ein 12-wöchiges aerobes Training nicht verbesserte. Genetische Faktoren scheinen das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Schizophrenie zu verbinden. So konnten wir bei gesunden Verwandten ersten Grades ebenfalls eine eingeschränkte kardiale Funktion nachweisen. Außerdem untersuchten wir einen möglichen Zusammenhang der kardialen Dysfunktion mit Einzelnukleotid-Polymorphismen der Gene HCN1 und CHRM2, welche bedeutende Prozesse der Erregbarkeit des Herzens und der Modulation der Schlagfrequenz kodieren. Beide Untersuchungen lieferten Hinweise auf eine mögliche Rolle dieser beiden Gene auf die kardiale autonome Funktion bei Patienten mit Schizophrenie. Unsere Ergebnisse legen eine vererbliche Komponente der autonomen Dysfunktion und des erhöhten kardialen Risikos nahe. Im Großhirn wird die kardiale Aktivität durch das zentrale autonome Netzwerk reguliert. Mittels Magnetresonanztomographie konnten wir einen Zusammenhang zwischen funktioneller Konnektivität im zentralen autonomen Netzwerk und der Ruheherzfrequenz zeigen. Mit der sehr guten zeitlichen Auflösung des Elektroenzephalogramms haben wir die dynamische Kovariation von Hirnaktivität und Schwankungen der Herzfrequenz untersucht. Dabei ließ sich nachweisen, dass bei Patienten der zentrale Einfluss des Gehirns auf die kardiale Funktion im Vergleich zu gesunden Kontrollen deutlich geringer ausfällt. Veränderungen im Neurotransmitter-Haushalt können eine Ursache für veränderte Interaktionen zwischen Hirnarealen darstellen. In der Pathophysiologie der Schizophrenie scheint eine eingeschränkte Funktion oder Synthese von Neurotransmittern eine wichtige Rolle zu spielen. Die Aktivierung von Neurotransmitter-produzierenden Kernen im Hirnstamm/Mittelhirn geht ebenfalls mit einer Aktivierung des autonomen Systems einher. Wir konnten in MRT-Untersuchungen feststellen, dass eine eingeschränkte kognitive Leistungsfähigkeit in den Domänen inhibitorische Kontrolle und auch Arbeitsgedächtnis mit einer gestörten Aktivierung des noradrenergen und serotonergen Systems bei Patienten mit Schizophrenie einhergeht. Außerdem konnten wir einen Einfluss auf funktionelle Netzwerke im Großhirn zeigen, welchen wiederum an der zentralen Steuerung der kardialen Funktion und kognitiven Prozessen beteiligt sind.
Publications
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