Die Rolle von Kortisol bei stressbedingten Veränderungen der Thrombozyten

Abstract

Thrombozyten spielen zusammen mit Stress eine wesentliche Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Herz-Kreislauferkrankungen, die heutzutage zu den häufigsten Todesursachen der Industrienationen zählen. Der Einfluss von Stress auf Veränderungen der Thrombozytenanzahl und des MPVs ist bereits vielfach untersucht worden. Die bedeutsame Rolle des Sympathikus wird durch Ergebnisse unterstützt, die unter Adrenalingabe in vivo und in vitro eine Erhöhung der Thrombozytenanzahl und/oder des MPVs finden. Stresshafte Ereignisse führen neben einer Sympathikusaktivierung jedoch auch zu einer Aktivierung der HHN-Achse. Somit stellt sich berechtigterweise die Frage, welchen Einfluss das Stresshormon Kortisol auf die Thrombozytenanzahl beziehungsweise das MPV hat. In der vorliegenden Studie wird Stress mit Hilfe des Paradigmas der öffentlichen Rede induziert, unter dem es nachgewiesenermassen zu einer signifikanten Kortisolausschüttung und einer Erhöhung der Thrombozytenanzahl kommt. Um den Effekt der HHN-Achse beurteilen zu können, werden die Veränderungen der Thrombozytenzahl und des MPVs unter Placebobedingungen mit den entsprechenden Veränderungen unter Blockade der HHN-Achse durch Dexamethason analog dem in der Stressforschung etablierten Dexamethasonhemmtest verglichen.Die randomisierte Doppelblindstudie basiert auf den Untersuchungsdaten von insgesamt 40 männlichen Studenten im Alter von 20 bis 35 Jahren. Durch Zufallsgenerator werden die Probanden in zwei Gruppen mit entweder Applikation von 1,5 mg Dexamethason oder eines Placebomedikaments am Vorabend des Versuchs eingeteilt. Zu definierten Messzeitpunkten (Beginn der Antizipationsphase (=Baselinemessung), 0, 20 und 40 Minuten nach Redeschluss) erfolgt die Blutentnahme über einen Venenverweilkatheter zur Bestimmung der Thrombozytenanzahl, des MPVs, des Kortisols sowie der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin. Um einen zusätzlichen Einfluss des Sympathikus zu identifizieren, werden post hoc die Katecholamine in der Dexamethasonbedingung, also unter Ausschaltung des Kortisoleinflusses, hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Thrombozytenanzahl und das MPV betrachtet. Die Auswertung der Daten mit Hilfe von t-Tests, zweifaktoriellen Kovarianzanalysen mit Messwiederholung (Medikation, Zeit) und der Ausgangsmessung als Kovariate, LSD-Tests und Korrelationsanalysen zwischen Veränderungen der Thrombozyten (Thrombozytenanzahl, MPV) und der Kortisolkonzentration erbringt die folgenden Ergebnisse: 1.Die Dexamethasongabe hat keinen Einfluss auf die Thrombozytenanzahl und auf das MPV zum Zeitpunkt der Baselinemessung. 2.Redestress führt zu keiner signifikanten, jedoch einer tendenziellen Verminderung der mittleren Thrombozytenanzahl und des MPVs 20 Minuten nach Ende der öffentlichen Rede. 3.Die Blockade des HHN-Systems durch Dexamethason bewirkt keine signifikante Veränderung der Thrombozytenanzahl und des MPVs. Die Mittelwertsverläufe der Thrombozytenanzahl und des MPVs in der Placebobedingung werden unter Dexamethason tendenziell antagonisiert. 4.Abnahmen in der Thrombozytenanzahl zum Messzeitpunkt 20 Minuten nach Redeschluss gehen einher mit signifikanten (p = 0,05) Zunahmen der Kortisolkonzentration im Serum zum Zeitpunkt 20 nach Redeschluss und vice versa. Die übrigen Korrelationen zwischen den Veränderungswerten der Kortisolkonzentration und den Veränderungswerten der Thrombozytenanzahl beziehungsweise des MPVs sind tendenziell negativ jedoch nicht signifikant. Kortisol hat nach den vorliegenden Ergebnissen keinen Effekt auf die Veränderungen der Thrombozytenzahl und des MPVs unter Redestress. Interpretiert man die Tendenzen der Resultate, so sind diese vereinbar mit der Hypothese der stressbedingten Umverteilung von überwiegend grösseren Thrombozyten aus den Thrombozytenspeichern wie der Milz und deren Antagonisierung durch Kortisol. Wie die Mechanismen dieser antagonistischen Wirkung des Kortisols auf die Thrombozytenanzahl und das MPV aussehen könnten, ist spekulativ und kann mit der vorliegenden Untersuchung nicht geklärt werden. Genomische sowie spezifische und unspezifische nicht genomische Einflüsse des Kortisols auf Thrombozytenebene scheiden aus. Möglicherweise wirken Glukokortikoide wie bereits von Hennig (2000) und Fauci & Dale (1975) für Lymphozyten postuliert über Interaktionen mit interzellulären Adhäsionsmolekülen des Milzendothels und fördern damit eine erhöhte Adhäsion der Thrombozyten an das Milzendothel. In weiteren Untersuchungen sollten konfundierende Variablen und Drittvariablen wie zum Beispiel der Einfluss anderer unter Stress ausgeschütteter Hormone (Adrenalin, Noradrenalin, TSH), der zirkadiane Rhythmus der Thrombozytenanzahl, differentielle Effekte der Thrombozytensubpopulationen und der Persönlichkeitsmerkmale wie Typ A-Verhalten ausgeschlossen beziehungsweise kontrolliert werden und Langzeiteffekte miterfasst werden, um eindeutigere Ergebnisse liefern zu können. Platelets in combination with stress play an essential role in the emergence and maintenance of cardiovascular diseases, which nowadays belong to the most fequent causes of death in the industrialized nations. There is a variety of studies examining the influence of stress on changes of platelet count and mean platelet volume (MPV). The important role of the sympathetic nervous system is documented by sudies which show an increase in platelet count and /or MPV under in vivo and in vitro conditions. Under conditions of stress the hypothalamo-pituitary-adrenal-axis (HPA-axis) is activated in addition to the sympathetic system. Thus, it seems justified to ask, which role the stress hormone cortisol plays in stress related changes of platelet count and MPV. In this experiment the paradigm of public speaking (PS), which has been proven to lead to a significant secretion of cortisol and an increase in platelet count, was used to induce stress.. To judge the effect of the HPA-axis the changes of platelet count and MPV under conditions of placebo-medication were compared to those under conditions of cortisol suppression by dexamethasone. This is a well established paradigm in stress research. This randomised double-blinded study was based on the examination of a total of 40 male students aged 20 to 35 years. The volunteers were randomly assigned to two groups with either application of placebo-medication or of 1,5 mg dexamethasone applied the evening prior to the experimental day. Blood samples were collected at predetermined time points (baseline measurement, 0, 20 and 40 minutes after the end of the speech) from an indwelling catheter, inserted into the antecubital vein, for determination of platelet count, MPV, cortisol, epinephrine and norepinephrine. The latter two parameters were taken to identify an additional influence of the sympathetic nervous system on platelet count and MPV in the discussion. The effect of cortisol on platelet count and MPV was tested by two-way analyses of variance for repeated measurements (medication, time) including the baseline measurement as a covariate, LSD-tests and analyses of correlations between change values of platelets (platelet count, MPV) and levels of cortisol. This yielded the following results: 1.Dexamethasone application had no effects on baseline platelet count and MPV. 2.Public speaking showed a tendency to a non- significant decrease of the mean number of circulating platelets and the MPV 20 minutes after the end of the speech. 3.Suppression of the HPA-System by dexamethasone does not lead to a significant change in platelet count and MPV. The above mentioned decreases of platelet count and MPV under placebo-conditions showed a tendency to be antagonized in the dexamethasone group. 4.The decrease in platelet count 20 minutes after the end of the speech was associated with a significant (p = 0,05) increase of the serum level of cortisol at the same time point and vice versa. All the other negative correlations between changes in cortisol concentrations and changes in platelet count or MPV respectively were not significant. According to these results cortisol has no effect on changes of platelet count and MPV under conditions of public speaking. Interpreting the tendencies of the resutls, they are compatible with the hypothesis of stress related release of presumably large platelets from storage pools, like the spleen, and its antagonization by cortisol. With respect to cortisol, the mechanisms of action on platelet count and MPV are only a matter of speculation. They can not be explained by this study.However, genomic, specific and non-specific non-genomic effects of cortisol on platelets can be excluded. As postulated by Hennig (2000) and Fauci & Dale (1975) for lymphocytes, glucocorticoids might increase the adhesion of platelets to the vascular endothelium of lymphoid organs by interactions with intercellular adhesion molecules of the endothelium of the spleen and platelets. Further investigations should exclude or control confounding variables like the influence of other hormones (epinephrine, norepinephrine, TSH), that are released under conditions of stress. Furthermore one should consider the effects of the circadian rhythm of platelet count and differential effects of platelet subpopulations and characteristics of personality like type-A-behavior. Long-term effects should be recorded to provide unambiguous results.