Bedeutung der Genetik für Psychoneuroendokrinologie und Psychoimmunologie

  • Stefan Wüst
  • Eco De Geus

Zusammenfassung

Psychoneuroendokrinologie und Psychoimmunologie untersuchen die Zusammenhänge zwischen Verhalten und Hormon-bzw. Immunsystem. Im komplexen Zusammenspiel mit Umweltfaktoren beeinflussen unsere Gene ausnahmslos alle Bereiche dieser Forschungsdisziplinen. Genetische Faktoren haben einen Einfluss auf die Sekretion eines Hormons sowie auf die Sensitivität seines Rezeptors, sie beeinflussen Entzündungsprozesse und sind von größter Bedeutung für unser Verhalten. Gene beeinflussen die Wirkweise der neurobiologischen Bahnen, über die Verhalten, Hormon-und Immunsystem interagieren und selbst die Wahrscheinlichkeit, einem bestimmten Umweltfaktor ausgesetzt zu sein, ist nicht frei von genetischen Einflüssen. Hierbei hat die Verhaltensgenetik simple deterministische Vorstellungen längst überwunden. Es gibt weder ein Gen für Rücksichtslosigkeit noch ein Intelligenz-oder ein Kämpfergen. Gene codieren nicht für Verhaltensweisen sondern für Proteine, welche die Formierung neuronaler Systeme steuern. Diese sind es, die mit ihrer Fähigkeit, flexibel auf internale und externale Stimuli zu reagieren, die wahren Substrate des Verhaltens darstellen. Die genetische Forschung kann helfen zu verstehen, warum unter scheinbar gleichen Kontextbedingungen biopsychologische Reaktionen und Verhaltensweisen bei verschiedenen Individuen sehr unterschiedlich ausfallen. Hierbei hat die Genetik ein weitaus größeres Ziel vor Augen als die bloße Abschätzung, ob Gene einen Einfluss auf einen Phänotyp haben und wie groß dieser in etwa ist. Eng verknüpft mit der Frage, wie genetische Variation neurobiologische Systeme beeinflusst, ist die Frage danach, wie und wo Verhalten gesteuert wird. Genetische Variation betrifft zu einem großen Teil regulatorische Regionen auf der DNA und hier lokalisierte Unterschiede können nicht nur beeinflussen, wie viel von einem Genprodukt exprimiert wird, sondern auch zu welchem Zeitpunkt und in welchem Gewebe. Insbesondere im Gehirn können so auch subtile genetische Unterschiede, die z. B. auf Steuerung der Expression eines Rezeptors wirken, bedeutsame Eff ekte auf das Verhalten haben. Somit ist die Genetik ein wichtiges Werkzeug zur Aufdeckung der molekularen Grundlagen des Verhaltens einschließlich der Grundlagen psychischer Störungen.

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Literatur

  1. Aulchenko YS, Ripatti S, Lindqvist I et al. (2009) Loci influencing lipid levels and coronary heart disease risk in 16 European population cohorts. Nat. Genet 41(1): 47–55CrossRefPubMedGoogle Scholar
  2. Bartels M, de Geus EJ, Kirschbaum C, Sluyter F, Boomsma DI (2003) Heritability of daytime cortisol levels in children. Behav Genet 33(4): 421–433CrossRefPubMedGoogle Scholar
  3. Binder EB, Bradley RG, Liu W et al. (2008) Association of FKBP5 polymorphisms and childhood abuse with risk of posttraumatic stress disorder symptoms in adults. JAMA 299(11): 1291–1305CrossRefPubMedGoogle Scholar
  4. DeRijk RH (2009) Single nucleotide polymorphisms related to HPA axis reactivity. Neuroimmunomodulation 16(5): 340–352CrossRefPubMedGoogle Scholar
  5. DeRijk RH, Schaaf MJ, Turner G et al. (2001) A human glucocorticoid receptor gene variant that increases the stability of the glucocorticoid receptor beta-isoform mRNA is associated with rheumatoid arthritis. J Rheumatol 28(11): 2383–2388PubMedGoogle Scholar
  6. DeRijk RH, Wüst S, Meijer OC, Zennaro et al. (2006) A common polymorphism in the mineralocorticoid receptor modulates stress responsiveness. J Clin Endocrinol Metab, 91(12): 5083–5089CrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. Dupuis J, Langenberg C, Prokopenko I et al. (2010) New genetic loci implicated in fasting glucose homeostasis and their impact on type 2 diabetes risk. Nat Genet 42(2): 105–116CrossRefPubMedGoogle Scholar
  8. Federenko IS, Nagamine M, Hellhammer DH, Wadhwa PD, Wüst S (2004) The heritability of hypothalamus pituitary adrenal axis responses to psychosocial stress is context dependent. J Clin Endocrinol Metab 89(12): 6244–6250CrossRefPubMedGoogle Scholar
  9. Fisher RA (1918) The correlation between relatives and the supposition of mendelian inheritance. Transactions of the Royal Society of Edinburgh 52: 399–433Google Scholar
  10. Galton FRS (1869) Hereditary Genius. MacMillan, LondonGoogle Scholar
  11. Gotlib I, Joormann J, Minor K, Hallmayer J (2008) HPA Axis Reactivity: A Mechanism Underlying the Associations Among 5-HTTLPR, Stress, and Depression. Biol Psychiatry 63(9) 847–851CrossRefPubMedGoogle Scholar
  12. Gottesman II, Gould TD (2003) The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. Am J Psychiatry 160(4): 636–645CrossRefPubMedGoogle Scholar
  13. Heim C, Bradley B, Mletzko TC (2009) Effect of Childhood Trauma on Adult Depression and Neuroendocrine Function: Sex-Specific Moderation by CRH Receptor 1 Gene. Front Behav Neurosci 3: 41CrossRefPubMedGoogle Scholar
  14. International HapMap Project (2010) www.hapmap.org. Gesehen 5 Juli 2010
  15. Ising M, Depping A, Siebertz A et al. (2008) Polymorphisms in the FKBP5 gene region modulate recovery from psychosocial stress in healthy controls. Eur J Neurosci 28(2): 389–398CrossRefPubMedGoogle Scholar
  16. Jeanmonod P, von Kanel R, Maly FE, Fischer JE (2004) Elevated Plasma C-reactive protein in chronically distressed subjects who carry the A allele of the TNF-alpha-308 G/A polymorphism. Psychosom Med 66(4): 501–506CrossRefPubMedGoogle Scholar
  17. Keller MC, Medland SE, Duncan LE et al. (2009) Modeling extended twin family data I: description of the Cascade model. Twin Res Hum Genet 12(1): 8–18CrossRefPubMedGoogle Scholar
  18. Kumsta R, Entringer S, Koper JW, van Rossum EF, Hellhammer DH, Wüst S (2007) Sex specific associations between common glucocorticoid receptor gene variants and hypothalamus- pituitary-adrenal axis responses to psychosocial stress. Biol Psychiatry 62(8): 863–869CrossRefPubMedGoogle Scholar
  19. Kupper N, de Geus EJ, van den Berg M, Kirschbaum C, Boomsma DI, Willemsen G (2005) Familial influences on basal salivary cortisol in an adult population. Psychoneuroendocrinology 30(9): 857–868CrossRefPubMedGoogle Scholar
  20. Manolio TA, Collins F S, Cox NJ, Goldstein DB, Hindorff LA., Hunter DJ, McCarthy MI, Ramos EM, Cardon LR et al. (2009) Finding the missing heritability of complex diseases. Nature, 461(7265), 747–753CrossRefPubMedGoogle Scholar
  21. Martin N, Boomsma D, Machin G (1997) A twin-pronged attack on complex traits. Nat Genet 17(4): 387–392CrossRefPubMedGoogle Scholar
  22. Mather K, Jinks JL (1971) Biometrical Genetics. Chapman & Hall, LondonGoogle Scholar
  23. Mueller A, Brocke B, Fries E, Lesch KP, Kirschbaum C (im Druck) The role of the serotonin transporter polymorphism for the endocrine stress response in newborns. Psychoneuroendocrinology 35(2): 289–296Google Scholar
  24. National Human Genome Research Instutute (2010) www.genome.gov/gwastudies. Gesehen 5 Juli 2010
  25. Neale MC, Cardon LR (1992) Methodology for Genetic Studies of Twins and Families. Kluwer, DordrechtGoogle Scholar
  26. Oswald LM, McCaul M, Choi L, Yang X, Wand GS (2004) Catechol- O-methyltransferase polymorphism alters hypothalamic- pituitary-adrenal axis responses to naloxone: a preliminary report. Biol Psychiatry 55(1): 102–105CrossRefPubMedGoogle Scholar
  27. Otte C, Wüst S, Zhao S, Pawlikowska L, Kwok PY, Whooley MA (im Druck) Glucocorticoid Receptor Gene, Low-Grade Inflammation, and Heart Failure: The Heart and Soul Study. J Clin Endocrinol MetabGoogle Scholar
  28. Ouellet-Morin I, Dionne G, Perusse D et al. (2009) Daytime cortisol secretion in 6-month-old twins: genetic and environmental contributions as a function of early familial adversity. Biol Psychiatry 65(5): 409–416CrossRefPubMedGoogle Scholar
  29. Polanczyk G, Caspi A, Williams B et al. (2009) Protective effect of CRHR1 gene variants on the development of adult depression following childhood maltreatment: replication and extension. Arch Gen Psychiatry 66(9): 978–985CrossRefPubMedGoogle Scholar
  30. Punnett RC (1905) Mendelism. Bowes & Bowes, CambridgeGoogle Scholar
  31. Shalev I, Lerer E, Israel S et al. (2009) BDNF Val66Met polymorphism is associated with HPA axis reactivity to psychological stress characterized by genotype and gender interactions. Psychoneuroendocrinology 34(3): 382–388CrossRefPubMedGoogle Scholar
  32. van den Akker EL, Koper JW, van Rossum EF et al. (2008) Glucocorticoid receptor gene and risk of cardiovascular disease. Arch Intern Med 168(1): 33–39CrossRefPubMedGoogle Scholar
  33. van den Akker EL, Nouwen JL, Melles DC et al. (2006) Staphylococcus aureus nasal carriage is associated with glucocorticoid receptor gene polymorphisms. J Infect Dis 194(6): 814–818CrossRefPubMedGoogle Scholar
  34. Wand GS, McCaul M, Yang X, Reynolds J, Gotjen D, Lee S, Ali A (2002) The mu-opioid receptor gene polymorphism (A118G) alters HPA axis activation induced by opioid receptor blockade. Neuropsychopharmacology 26(1): 106–114CrossRefPubMedGoogle Scholar
  35. Weiss LA, Pan L, Abney M, Ober C (2006) The sex-specific genetic architecture of quantitative traits in humans. Nat Genet, 38(2): 218–222CrossRefPubMedGoogle Scholar
  36. Willer CJ, Speliotes EK, Loos RJ et al. (2009) Six new loci associated with body mass index highlight a neuronal influence on body weight regulation. Nat Genet 41(1): 25–34CrossRefPubMedGoogle Scholar
  37. Wüst S, Federenko I, Hellhammer DH, Kirschbaum C (2000) Genetic factors, perceived chronic stress, and the free cortisol response to awakening. Psychoneuroendocrinology 25(7): 707–720CrossRefPubMedGoogle Scholar
  38. Wüst S, Federenko IS, Van Rossum EFC, Koper JW, Kumsta R, Entringer S, Hellhammer DH (2004) A psychobiological perspective on genetic determinants of hypothalamuspituitary- adrenal axis activity. Ann N Y Acad Sci 1032(1): 52–62CrossRefPubMedGoogle Scholar
  39. Wüst S, Kumsta R, Treutlein J, Frank J, Entringer S, Schulze TG, Rietschel M (2009) Sex-specific association between the 5-HTT gene-linked polymorphic region and basal cortisol secretion. Psychoneuroendocrinology 34(7): 972–982CrossRefPubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011

Authors and Affiliations

  • Stefan Wüst
    • 1
  • Eco De Geus
    • 2
  1. 1.Abteilung Genetische Epidemiologie in der PsychiatrieZentralinstitut für Seelische GesundheitMannheim
  2. 2.Department of Biological, PsychologyVrije UniversiteitAmsterdamNiederlande

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