Lob der Berührung – Neurogenetik wird zur Neuroepigenetik

Lob der Berührung

„Es gibt keinen Abstand zwischen dem Sozialen und dem Biologischen“ (Marcel Mauss).

Das Erleben von Vergnügen und Missfallen ist ein grundlegender Teil des Lebens. Hedonics leiten das Verhalten, beeinflussen die Entscheidungsfindung, induzieren das Lernen und vieles mehr. Als positive und negative Wertigkeit von Gefühlen sind Hedonics Kernprozesse, die Emotionen, Motivation und Körperzustände begleiten.

Hedonismus bezeichnet zumeist eine philosophische bzw. ethische Strömung, deren Grundthese lautet, dass einzig Lust bzw. Freude und die Vermeidung von Schmerz bzw. Leid ihre Wirkung intrinsisch entfalten.

 

Zwischenmenschliche Berührungen

werden häufig verwendet, um Emotionen zu kommunizieren, soziale Bindungen zu stärken und anderen Freude zu bereiten.

Interindividuelle Berührungen können eine wünschenswerte Belohnung sein, die sowohl negative Auswirkungen lindern als auch starke Lustgefühle hervorrufen kann. Wenn jedoch andere sensorische Hinweise darauf hinweisen, dass es unerwünscht ist, mit dem Berührer zu interagieren, kann die affektive Erfahrung derselben Berührung zu Ekel werden.

Eine Berührung mit tiefem Druck, wahrgenommen bei Umarmungen und Massagen, vermittelt typischerweise ein Gefühl von Wohlbefinden.

Die sanfte menschliche Berührung wird als am angenehmsten eingestuft.

Liebevolle Berührungen sind ein zentraler und möglicherweise unvermeidlicher Teil der meisten sexuellen Verhaltensweisen und können zu intensiven erotischen Gefühlen führen. Über die kutanen sensorischen Neuronen, die erotische Berührungsqualitäten signalisieren, ist jedoch wenig bekannt, geschweige denn, wie diese Signale zu einem einheitlichen Gefühl erotischer Erregung beitragen.  Nichtmyelinisierte C-taktile Hautafferenzen kommen als Kandidaten für die Signalisierung erotischer Qualitäten streichelnder Berührungen in Frage. Ein sanftes Streicheln, bei „mittleren“ Geschwindigkeiten von 1–10 cm / s wird angenehmer und erotischer als schnellere oder langsamere Berührungsmuster empfunden.

Um in der sozialen Welt zu navigieren, kombinieren Menschen verfügbare sensorische Informationen wie emotionale Gesichtsausdrücke und sanfte affektive Berührungen.

Soziales Verhalten, das die zwischenmenschliche Bindung erleichtert, wird in der Regel belohnt. Verhaltensweisen, die viel Fingerspitzengefühl mit sich bringen, wie z. B. soziales Spielen, Pflegen und Kuscheln, spielen eine besonders zentrale Rolle bei der sozialen Bindung (Hertenstein et al., 2006).

Die zentrale Rolle von Oxytocin

Das Neuropeptid Oxytocin erhöht das soziale Interesse, verbessert die Erkennung der Emotionen anderer und wird während der Berührung freigesetzt.

Dieses Molekül hat eine beeindruckende Geschichte in den Biowissenschaften. Im Jahr 1906 stellte Sir Henry Dale fest, dass Extrakte des hinteren Hypophysenlappens Substanzen enthielten, die die kontraktile Aktivität der Gebärmutter förderten.

Oxytocin war das erste Peptid, dessen Struktur im Labor chemisch identifiziert und synthetisiert wurde. Dies führte 1955 zu einen Nobelpreis für Vincent du Vigneaud. Vincent du Vigneaud war ein US-amerikanischer Biochemiker.

 

Oxytocin spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung sozialer Bindungen und wird als zentral für die affektive Berührungssignalisierung angesehen.

Oxytocin ist der vermutlich bindungsstiftendste Neurotransmitter, der bisher beim Menschen gefunden wurde und die soziale Anerkennung wird durch ein Netzwerk von Oxytocin-sensitiven Neuronen im Hippocampus reguliert.

Oxytocin, Arginin-Vasopressin, endogene Opioide (Endorphine und Enkephaline) und die Neurogenetik (Neuroepigenetik) der Sozialität

Das Verständnis der Neurobiologie und Neurogenetik von sozialer Kognition und sozialem Verhalten hat wichtige klinische und gesellschaftliche Auswirkungen.

Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Neuropeptide Oxytocin und Vasopressin und endogene Opioide das komplexe Sozialverhalten und die soziale Kognition modulieren. So wird in der Hypophyse ein Makromolekül aufgeteilt, und hinterher stehen Adrenocorticotropes Hormon (ACTH) und Betaendorphin zur Verfügung. Immer dann, wenn ein Molekül ACTH entsteht, entsteht chemisch zwingend auch ein Molekül Betaendorphin. Endorphine entängstigen.

Neuronale Schaltung des Oxytocin-Systems

Das PVN, der paraventriculäre Nucleus, und das SON, die supraoptischen Kerne des Hypothalamus, sind die Hauptorte der Oxytocin-Produktion im Gehirn.  Obwohl das Soma von Oxytocin-Neuronen hauptsächlich auf den Hypothalamus beschränkt ist, sind Oxytocin-Fasern im gesamten Gehirn verteilt. Im Nucleus accumbens (NAcc), in der Amygdala, im lateralen Septum und im Hippocampus finden sich spärliche, großkalibrige Fasern.

Im Gegensatz zu klassischen Neurotransmittern, die hauptsächlich in die Synapsenspalte freigesetzt werden, können Neuropeptidneurone Peptid von seiner gesamten Oberfläche freisetzen und aufgrund ihrer langen Halbwertszeit durch den extrazellulären Raum diffundieren. Die Peptidspezifität wird durch eine hohe Bindungsaffinität für die Rezeptoren erreicht, die etwa 1000x höher ist als bei klassischen Neurotransmittern.

Humanstudien fangen an, die Rolle dieser Neuropeptide in der sozialen Wahrnehmung und im Verhalten zu untersuchen, und legen nahe, dass die Variation der Gene, die ihre Rezeptoren codieren, zur Variation des menschlichen Sozialverhaltens beitragen kann, indem sie die Gehirnfunktion verändert.

Die Berechnung der sozialen Reize erfolgt im Gyrus-CA3-Schaltkreis einer Untereinheit des hinteren Hippocampus. DG-CA3 ist ein Netzwerk von Oxytocin-sensitiven Neuronen.

Von dort werden die sozialen Signale außerhalb des Hippocampus an einen Bereich im Vorderhirn weiterleitet, der als Nucleus accumbens bezeichnet wird und der bekanntermaßen eine Reihe sozialer Verhaltensweisen steuert und eine Rolle in der Belohnungssuche, Abneigung, Sucht und Vergnügen spielt.

Ausreichend Serotonin im Gehirn führt zu einem Oxytocin/“Kuschelhormon“   – Anstieg. Wissenschaftler des „Max Planck – Weizmann Labors für experimentelle Neuropsychiatrie und Verhaltensneurogenetik“ in München haben die Aufgabe von microRNAs in Nervenzellen untersucht, die Serotonin produzieren. Serotonin ist ein Botenstoff, der beispielsweise Appetit, Schmerzempfinden oder Gefühlsregungen beeinflusst. Im allgemeinen Volksmund ist Serotonin als „Glückshormon“ bekannt. Störungen im Serotoninsystem werden generell mit Depression oder Angststörungen in Verbindung gebracht.

Abb. Oxytocin-sensitive Neurone des Hippocampus ermöglichen soziale Anerkennung

Angesichts der zentralen Rolle des Oxytocin – Systems in Bezug auf soziales Verhalten, Bindung, Angst und Stressverarbeitung ist das Oxytocin-Rezeptor-Gen ein Schlüsselkandidatengen für die molekulargenetischen Grundlagen der verhaltensbezogenen und psychologischen Folgen von Verlusterlebnissen.

Der Oxytocinrezeptor liegt in zwei Varianten vor, als „A“ oder „G“-Form. Da jeder Mensch eine Kopie des Gens von jeweils einem Elternteil erhält, existieren drei verschiedenen Kombinationen in der Bevölkerung: AA, AG und GG.

Personen der GG-Gruppe unterschieden sich signifikant, sowohl im Stressverhalten, wobei Frauen insgesamt etwas sensibler gegenüber Stress reagieren, als auch in der Empathiefähigkeit von denen mit AA oder AG-Kombination.

Die Rolle von Oxytocin in der Mutter-Kind Beziehung

Es gibt Berichte, dass die Plasma-Oxytocin-Konzentrationen mit den emotionalen Reaktionen der Mütter auf ihr Kind korrelieren. Insbesondere aktives mütterliches Verhalten, das den Blick der Mutter auf das Gesicht des Kindes, positive Affekte, liebevolle Berührungen sowie mütterliche Vokalisationen und kognitive mütterliche Repräsentationen umfasst, die Gefühle der Bindung und häufiges Kontrollverhalten umfassen, korrelieren mit hohen Oxytocin-Werten während des ersten Trimesters und erstem postpartalen Monat.

DNA- Methylierung ist vom Sorgeverhalten der Mutter abhängig

Im Fall der Ratten konnte der genaue Mechanismus aufgeklärt werden: Beim Ablecken der Jungen wird im Gehirn der Neurotransmitter Serotonin freigesetzt. Dieser sorgt auf biochemischem Wege dafür, dass dauerhaft ein Abschnitt der DNA-Sequenz aktiviert wird, der für die Bildung eines bestimmten Rezeptortyps zuständig ist. Dieser wiederum hilft, so er vorhanden ist, die Auswirkungen des Stresshormons Cortisol in Schach zu halten – das Tier ist also weniger stressanfällig. Über entsprechend fürsorgliche Brutpflege kann es diese Eigenschaft zudem wiederum an den eigenen Nachwuchs weitergeben.

Abb. fürsorgliche Brutpflege bei Ratten

 

 

 

Abb.

GR = Glucocorticoid Receptor

NGFIA (nerve growth factor-induced clone A)

Die 5′-CpG-Stelle wird in Abhängigkeit von der Betreuung der Mutter differentiell methyliert.

 

Kuscheln mit Baby: Körperliche Nähe verändert die DNA des Säuglings

Im Rahmen einer Studie der University of British Columbia und dem BC Children’s Hospital Research Institute wurde festgestellt, dass die körperliche Nähe zwischen Mutter und Säugling die DNA beeinflussen kann.

Für diese Studie wurden insgesamt 94 Kinder untersucht. Als die Säuglinge fünf Wochen alt waren, wurde den Eltern aufgetragen, täglich Tagebuch über das Verhalten der Babys zu führen. Sie dokumentierten, wie viel und lange das Baby schlief, schrie und gefüttert wurde. Zusätzlich wurden sie angehalten, zu notieren, wie lange sie mit ihrem Baby täglich kuschelten. Als die Kinder viereinhalb Jahre alt waren, untersuchten die Forscher anschließend ihre DNA – und kamen zu erstaunlichen Ergebnissen.

Moore und ihre MitarbeiterInnen untersuchten zunächst methylierte DNA an Kandidatengenen: dem Glucocorticoid-Rezeptorgen (NR3C1), μ-Opioid-Rezeptor M1 (OPRM1), Oxytocin-Rezeptor (OXTR- für Neurobiologie sozialer Bindungen) und den neurotrophen Faktor (BDNF- beteiligt an der postnatalen Plastizität).

Dokumentiert wurden der Zusammenhang zwischen dem Kontakt der Mutter mit Säuglingen und den epigenetischen Signaturen bei Kindern mit 4–5 Jahren: Beim frühen postnatalen Kontakt zeigten sich keine Änderung im Methylierungsmuster, aber bei den 4 – 5 Jahre alten Kindern wurden bei der Untersuchung von methylierter DNA im gesamten Genom, unterschiedlich methylierte Regionen zwischen der hohen und niedrigen Kontaktgruppe identifiziert.

Die Rolle von Oxytocin in der sexuellen Beziehung

Eine weitere interessante Möglichkeit, über die man spekulieren sollte, ist die Frage, ob Oxytocin eine Rolle bei der Bindung menschlicher Paare spielt. Es wurde gezeigt, dass der Oxytocin im Plasma während der sexuellen Erregung und Ejakulation oder beim Orgasmus beim Menschen erhöht ist. Die menschliche Sexualität hat sich möglicherweise dahingehend entwickelt, dass sie die Paarbindung fördert, indem Verhaltensweisen berücksichtigt werden, die die Häufigkeit und das Ausmaß der Oxytocin-Freisetzung während der Intimität maximieren. Beispielsweise ist die sexuelle Empfänglichkeit von Frauen eng mit dem Fortpflanzungszyklus verbunden. Bei Frauen ist das sexuelle Verlangen jedoch von der Fruchtbarkeit abgekoppelt, was zu häufigeren Kopulationen führt. Der Mensch kopuliert von Angesicht zu Angesicht und maximiert die Exposition gegenüber visuellen Reizen des Partnergesichtes. Darüber hinaus sind Menschen die einzigen Arten, bei denen die weibliche Brust zu einem sekundären sexuellen Merkmal geworden ist. In der Tat kann die Stimulation der Brustwarzen sowohl Männer als auch Frauen sexuell erregen, und sowohl die vaginozervikale Stimulation als auch die Stimulation der Brustwarzen erhöhen die Oxytocin-Freisetzung im Plasma. So rekapituliert die sexuelle Intimität beim Menschen die physiologischen Stimuli der Entbindung und des Stillens und maximiert die Freisetzung von Oxytocin, was dazu dienen kann, die Bindung zwischen der Frau und dem Mann zu stärken. Wenn diese Spekulation richtig ist, würde der Hypothese entsprechen, dass die Mechanismen, die der Paarbindung zugrunde liegen, durch Änderungen der Mechanismen entstanden sind, die der Mutter-Kind-Bindung zugrunde liegen.

Für immer in der Liebe dank der Epigenetik

Neurowissenschaftler an der Florida State University (USA) testeten, ob die Epigenetik an der Bildung von Partnerpräferenzen bei weiblichen Präriewühlmäusen beteiligt ist.

Mit einem Medikament Trichostatin A (TSA) genannt , das die Genaktivierung durch Stummschaltung der Histondeacetylierung fördert – fanden sie heraus, dass die Blockierung der Histondeacetylierung und die Erhöhung der Histonacetylierung es den Frauen ermöglichten, eine Partnerpräferenz zu bilden.

Sie fanden heraus, dass die TSA-injizierten Frauen eine Zunahme der Oxytocin- und Vasopressinrezeptorexpression im Nucleus accumbens aufwiesen, was wahrscheinlich auf eine gemessene Zunahme der Histonacetylierung in den Regionen der Gene zurückzuführen ist, die ihre Expression regulieren.

Auch wenn unbehandelte weiblicher Tiere 24 Stunden lang einzeln mit einem männlichen Tier zusammen waren und die Gen- und Proteinexpression von Oxytocin- und Vasopressinrezeptoren im weiblichen Gehirn sowie die Menge der Histonacetylierung in den regulatorischen Genen Regionen gemessen wurde,  ergab sich, dass die Expression von Oxytocin- und Vasopressinrezeptoren im Nucleus accumbens zunimmt und dass die Aktivierung dieser beiden Gene durch Histonacetylierung erreicht wird.

Pathologischer Berührungsverlust

Berührung und Schmerz liefern uns Informationen über unsere Umwelt und unseren Körper, die oft entscheidend für das Überleben und das Wohlbefinden sind.

Wenn die Schaltkreise Motivation, Erwartung, Stimmung, Angst, Stress gut funktionieren, fördern sie das Überleben und bereiten uns darauf vor, adaptive Entscheidungen zu treffen

Pathologischer Berührungsverlust kann zu einer wahrgenommenen Trennung vom Körper führen, und Schmerzunempfindlichkeit kann sehr gefährlich sein und zu einem gefährlichen Verhalten bei Fehlanpassung führen.

Autismus und damit assoziierte Erkrankungen (Autism Spectrum Disorders – ASD) und Epigenetik

Autismus-Spektrum-Störungen und Schizophrenie, die mit sozialen Defiziten verbunden sind, zeigen, dass das Plasma-Oxytocin bei autistischen Personen im Vergleich zu typischen Kontrollpersonen verringert ist.

Epigenetisch dysregulierte Gene wurden in autistischen Patienten gefunden. So befindet sich z. B. der Promotorbereich des Oxytocinrezeptorgens (OXTR) in autistischen Patienten in einem hypermethylierten Zustand, was wiederum zu einer verringerten Expression, dieses für die Entwicklung sozialer Fähigkeiten wichtigen Gens, führt.

Synthetisches Oxytocin und die Entwicklung einer Autismus-Spektrum-Störung im Kindesalter

Pitocin ein synthetisch hergestelltes Oxytocin zur parenteralen Anwendung soll auf ein sich entwickelndes Neugeborenengehirn ein höheres Risiko für eine Autismus-Spektrum-Störung (ASD). Studien haben eine solide Korrelation zwischen der Verabreichung von synthetischem Oxytocin und der Entwicklung von ASS im Kindesalter gezeigt (Kurth und Haussmann 2011). Die Verabreichung von Oxytocin korreliert mit dem Beginn der ASD im Kindesalter im Vergleich zu den Kontrollen um fast 2: 1. Männliche Säuglinge, die Pitocin ausgesetzt waren, hatten offenbar ein höheres Risiko, an ASS zu erkranken, obwohl die Autoren zugeben, dass dies möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass ASS bei Männern im Allgemeinen häufiger auftritt (Kurth und Haussman, 2014). Eine weitere Konsequenz von synthetischem Oxytocin für das Baby ist ein weniger optimales Vorfütterungs- und Stillverhalten (Olza Fernandez et al. 2012; Bell et al. 2013).

Williams-Syndrom und Autismus

Einige Aspekte des sozial-emotionalen Phänotyps des Williams-Syndrom spiegeln diejenigen wider, die typischerweise mit einer anderen neurologischen Entwicklungsstörung dem Autismus verbunden sind.

Williams-Syndrom ist durch abnormal erhöhte Oxytocin-Spiegel gekennzeichnet (Dai et al., 2012), während Autismus durch abnormal verringerte Oxytocin-Spiegel gekennzeichnet ist (Modahl et al., 1998). Schließlich gibt es überzeugende Beweise für gemeinsame genetische Mechanismen, die Williams-Syndrom und Autismus beeinflussen. Während Williams-Syndrom durch eine Deletion von Genen bei 7q11.23 verursacht wird, ist die Duplikation von Genen bei 7q11.23 mit dem Vorhandensein von autistischen Symptomen verbunden (Sanders et al., 2011). Interessanterweise deuten neuere Erkenntnisse darauf hin, dass Autismus mit einer abnormal erhöhten DNA-Methylierung von Oxytocinrezeptorgen (OXTR) verbunden ist (Gregory et al., 2009). Hypothetisch könnte das Williams-Syndrom mit einer abnormal verringerten Methylierung von Oxytocinrezeptorgen (OXTR) assoziiert sein.

Und auch noch das…

 

Abb. A woman wearing protective mask and gloves, uses her phone in a Mass Rapid Transit train, during the movement control order due to the outbreak of the coronavirus disease (COVID-19), in Kuala Lumpur, Malaysia March 22, 2020. REUTERS/Lim Huey Teng

 

 

Ihr Eduard Rappold

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Eduard Rappold

Dr. Eduard Rappold, MSc ist ein erfahrener Forscher und Arzt, der sich seit Jahrzehnten für geriatrische PatientInnen einsetzt. In seinem Bemühen für Alzheimer-Erkrankte eine immer bessere Versorgung zu ermöglichen, wurde er 2003 mit dem Gesundheitspreis der Stadt Wien für das Ernährungszustandsmonitoring von Alzheimer-Kranken ausgezeichnet. Im Zuge seines Masterstudiums der Geriatrie hat er seine Entwicklung des Epigenetic Brain Protector wissenschaftlich fundiert und empirisch überprüft. Im September 2015 gründete er NUGENIS, ein Unternehmen, mit dem er Wissenschaft und Anwendung zusammenbringen möchte. Damit können Menschen unmittelbar von den Ergebnissen der Angewandten Epigenetik für ihre Gesundheit profitieren. Mit dem Epigenetic Brain Protector hat Dr. Eduard Rappold, MSc bereits für internationales Aufsehen gesorgt – auf der international wichtigsten Innovationsmesse, der iENA, wurde er 2015 mit einer Goldmedaille für hervorragende Leistungen zum Schutz vor Neurodegeneration ausgezeichnet. Auf den Webseiten epigenetik.at und facebook.com/nugenis können Themen zur Epigenetik und Aktuelles nachgelesen werden.