Karl C. Mayer, Facharzt für Neurologie, Psychiatrie und Facharzt für Psychotherapeutische Medizin, Psychoanalyse
Glossar: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 

home-brt.gif (1287 Byte)

Zurück zu Panikstörungen allgemein 

Search our Site:

sitemap

Stand der experimentellen Pathophysiologie der Panik

Ein wissenschaftlich interessantes Thema mit einer Fülle von Untersuchungen und Literatur. Leider nicht für jeden ohne biologische Kenntnisse im Detail einfach zu verstehen, wenn man das Thema verständlicher abhandelt, wird der Inhalt allerdings leicht falsch oder nichts sagend.

Radiologische Forschung

In einer in Deutschland viel beachteten Studie war 1998 eine präfrontale Liquorraumerweiterung bei Panikstörungen als Hinweis auf einen  hirnbiologischen Vulnerabilitätsmarker beschrieben worden. Dies unabhängig von Dauer der Symptome oder Behandlung. Auch bekannte Ursachen der Hirnvolumenminderung wie Alkoholmissbrauch waren ausgeschlossen worden.  Der Befund ist von besonderem Interesse, da, abgesehen von der Zwangsstörung, die Entstehung von sog. Neurosen nach wie vor hauptsächlich mit psychologisch erfassbaren abnormen Erlebnisverarbeitungen in Verbindung gebracht wird. Präfrontale Veränderungen bei Panikstörungen waren schon im neuroanatomischen Modell zuvor vermutet worden. Die Autoren ordneten dieser Hirnregion die phobischen Symptome der Störung zu. Immerhin legt die computertomographisch erkennbare Erweiterung des frontalen Liquorraumes bei Panikstörungen nahe, einen Teil der Ätiologie der Störung und hier v.a. kognitionspsychologische und verhaltenstheoretische Ansätze hirnbiologisch zu untermauern. Dem präfrontalen Kortex kommt, wie Läsionsstudien, neuropsychologische Testungen sowie Studien mit bildgebenden Verfahren gezeigt haben, eine wichtige Rolle bei der supramodalen Assoziation und Integration aller Wahrnehmungen, sowie der Planung und Steuerung des Verhaltens zu. Zu berücksichtigen ist aber, dass die Funktion des präfrontalen Kortex noch zu wenig verstanden wird, um eine umfassende Erklärung der ätiologischen Relevanz einer präfrontalen Liquorraumerweiterung bei Panikstörungen zu ermöglichen, zumal präfrontale Funktionen auch bei endogenen Psychosen gestört sind. Im Gegensatz zu Schizophrenien  und endogenen Depressionen  waren bei den Patienten mit Panikstörungen jedoch keine hirnmorphologischen Auffälligkeiten im Bereich des temporalen Kortex, der Seitenventrikel oder des 3. Ventrikels, soweit qualitativ-computertomographisch beurteilbar, festzustellen. Allerdings spielen in anderen Untersuchungen gerade temporale Funktionsstörungen bei der Panikstörung eine wesentliche Rolle. 

Pharmakologische Forschung

1968 berichtete erstmals Pitts, dass Natriumlaktatinfusionen bei Patienten mit Angsterkrankungen Panikattacken auslösen können. Seitdem wurde eine Vielzahl von Maßnahmen gefunden, die geeignet sind experimentell Panikattacken auszulösen. (Koffein, Isoproptenerol ein Betaagonist, Yohimbin, m-CPP = m-Chlorophenypiperzin, Cholezystokinin) . Am einfachsten geht dies mit CO2  Inhalation. Weil dies so unkompliziert zu bewerkstelligen ist, wird dieses Verfahren in Untersuchungen häufig angewendet.  CO2 -Atmung verursacht bei Patienten mit Panikstörungen und auch bei Frauen mit PMS deutlich häufiger Panikattacken als bei Gesunden. Was dann in einer Panikattacke abläuft unterscheidet sich allerdings nicht von dem was bei Gesunden, (die davor noch nie eine Panikattacke hatten) in einer Panikattacke abläuft. Wenn eine Panikattacke einmal getriggert ist, nehmen das Atemminutenvolumen und die Atemfrequenz zu, egal ob der Patient die Diagnose Panikstörung hat oder nicht. Was das Model, dass Angst vor der Angst Angstattacken erzeugt unterstützt. Einige Untersucher gehen davon aus, dass besonders beim CO2 eine Art primitiver angeborener Erstickungsreflex ausgelöst wird, der über eine "Lufthunger" dazu drängt schneller zu atmen und eine beengende Umgebung zu Gunsten der frischen Luft zu verlassen. Panikattacken könnten in dieser Theorie ein falscher Alarm eines übersensiblen Erstickungsdetektors sein. Damit würden sie sich ganz prinzipiell von Erwartungsangst oder allgemeiner Angst unterscheiden. Experimentelle Untersuchungen stützen diese Hypothese. Panikattacken könnte also ein übersensibler Überlebensreflex zu Grunde liegen.  In einer neuen Studie konnten jetzt Battaglia et al,  zeigen, dass zentral  aktive Muskarinantagonisten (Biperiden) die Auslösung von Panikattacken durch CO2  Inhalation blockieren können. Der Effekt ließ sich durch einen peripheren cholinergen Antagonisten nicht erzeugen. Bekannt ist bereits, dass Biperiden bei Gesunden mit hoher Chemosensitivität gegenüber einer Hyperkapnie* (die sensibel auf zuviel Kohlendioxid im Blut reagieren)   einen großen Einfluss auf die Atemregulation in dieser Situation hat. Erhöhte Konzentrationen von inhaliertem CO2 (Hyperkapnie) verursachen bei allen Menschen eine Erhöhung der Atemfrequenz und ein Arousal*. Die zentrale Chemosensitivität wurde in der ventralen Medulla lokalisiert einem Hirngebiet mit vielen muscarinergen Rezeptoren. Eine direkte Stimulation dieses Gebietes mit CO2 führt zu Hyperventilation, die dramatisch reduziert werden kann wenn man lokal Muscarinantagonisten appliziert.  Unter CO2 Atmung sind in der ventralen Medulla in Kernspinstudien erhöhte Blutflussraten und allgemeine Stoffwechselaktivitäten zu beobachten.  Die vorliegenden Untersuchungen machen deutlich, dass cholinerge Neurone im Hirnstamm eine Rolle bei der durch  CO2-induzierten Panik spielen.  Unklar bleibt dabei ob es sich dabei um einen direkten anxiolytischen Effekt, einen Effekt auf die Chemosensitivität oder andere Aspekte der Atmung, bzw. ein Zusammenwirken auf diese Ursachen hat.  Es ist allerdings unwahrscheinlich, dass die Fehlfunktion eins einzigen  Neurotransmittersystems, oder die Stimulation von Chemorezeptoren in der Medulla oblongata alleine die komplexe Phänomenologie der Panikattacken und der Panikstörungen erklären kann. Erstaunlich sind diese Ergebnisse, da bekannt ist, dass anticholinerge Medikamente auf der Ebene des Hippocampus eher Angst erzeugen. 

Vielfach wurden neuroanatomische Modelle, die die akute Attacke, die Angst vor der Angst und das phobische Vermeidungsverhalten mit dem Hirnstamm, dem limbischen System, und dem präfrontalen Cortex in Verbindung brachten vorgestellt.  Nach diesen Modellen kann die Stimulation von  medullären Chemorezeptoren durch CO2 eine dosis-abhängige Zunahme der Feuerungsrate des Locus coeruleus hervorrufen, einem Gebiet, das generell eine wichtige Rolle bei Angst spielt. Vielleicht geschieht dies über die Projektionen des medullären Nucleus reticularis gigantocellularis.  Über Verbindungen des Locus coeruleus zum Hippocampus und zum praefrontalen Cortex, könnten auch andere Symptome der Panikattacken,  wie die Angst vor der Angst und das phobische Vermeidungsverhalten,  initiiert und aufrechterhalten werden, nachdem die erste Attacke über den Hirnstamm entstanden ist. 

Allerdings hat diese CO2 Hypothese viele Schwachpunkte. Viele Wissenschaftler gehen eher davon aus, dass die Sensibilisierung der Chemorezeptoren in der Medulla oblongata ein Sekundärphänomen ist als Reaktion auf pathologische Antworten aus den limbischen und cortikalen  Hirngebieten auf  Angst vor der Angst oder Vermeidungsverhalten. Neuere Modelle sehen eher die Veränderungen in den Amygdala als Ursprung des Angstkreislaufs. Jedenfalls scheint die erhöhte Sensibilität auf erhöhte CO2 Konzentrationen bei Menschen mit Panikattacken in limbischen Angstzentren getriggert zu werden, wobei unzweifelhaft auch eine Sensibilisierung der Chemorezeptoren im Atemzentrum vorliegt. Letztere Theorie ist am besten mit dem unzweifelhaften Angstkreislauf (Angst vor der Angst macht die Angstattacken) und der Wirksamkeit der Verhaltenstherapie bei dieser Störung vereinbar. Durch experimentelle Stimulation der Amygdala bei Menschen und Säugetieren kann man ähnliche Zustände erzeugen wie bei Panikattacken. Umgekehrt haben manche Untersuchungen bei Freiwilligen, bei denen eine Angstreaktion konditioniert wurde eine nachweisbare Stimulation der Amygdala, des limbischen Systems und des Hippocampus gesehen. 

*Hyperkapnie: ist eine abnorme Anreicherung von Kohlendioxid im Blut

*Arousal: Zu Beginn einer Bedrohung oder Gefahr, wird eine Alarmreaktion  initiiert. Die Alarmreaktion ist charakterisiert durch eine enorme Zunahme der Aktivität des sympathischen Nerven Systems, hieraus folgt eine Erhöhung des Pulses und Verstärkung des Herzschlags und dadurch erhöhter Blutdruck, Umleitung des Bluts aus der Haut in die Skelettmuskeln, Herzkranzgefäße,  (kalte Hände, kalte Füße, blasses Gesicht). Vorbereitung der Kampf- Flucht- Reaktion, um den Organismus in Leistungsbereitschaft zu versetzen, Anhebung des Blutzuckerspiegels, Zunahme der Muskelanspannung (Zittern, Schulter- Nackenverspannungen...), Erhöhung der Stoffwechselgeschwindigkeit, Erweiterung der Bronchien, Erweiterung der Pupillen, ein Gefühl der Alarmbereitschaft oder Hypervigilanz, und ein Abschalten aller nicht für die Situation wichtigen Informationen. All dieses bereitet den Körper für eine Verteidigung -  für einen Kampf - oder für Flucht  vor der Gefahr vor.   Wenn die Gefahr sich bewahrheitet, kann eine voll ausgebildete Kampf- Flucht- Reaktion aktiviert werden.

  1. C.Wurthmann, et al.,  Qualitative Bewertung der Hirnstruktur im CT bei Panikstörungen, Nervenarzt, 1998 · 69: 763–768 
  2. Battaglia M, Bertella S, Ogliari A, Bellodi L, Smeraldi E.Modulation by muscarinic antagonists of the response to carbon dioxide challenge in panic disorder.Arch Gen Psychiatry.2001;58:114-119.ABSTRACT  |  FULL TEXT  |  PDF  |  MEDLINE
  3. Gorman JM, Browne ST, Papp LA, Martinez JM, Welkowitz L, Coplan JD, Goetz RR, Kent J, Klein DF. Effects of antipanic treatment on response to carbon dioxide.Biol Psychiatry.1997;42:982-991.MEDLINE
  4. Griez I, Lousberg H, van den Hout MA, Zandbergen J. CO2 vulnerability in panic disorder.Psychiatry Res.1987;20:87-95.MEDLINE
  5. Griez E, Schruers K.Experimental pathophysiology of panic.J Psychosom Res.1998;45:493-503.MEDLINE
  6. Papp LA, Martinez JM, Kelin DF, Coplan JD, Norman RG, Cole R, de Jesus MJ, Ross D, Goetz R, Gorman JM.Respiratory psychophysiology of panic disorder: three respiratory challenges in 98 subjects.Am J Psychiatry.1997;154:1557-1565.MEDLINE
  7. Akiyama Y, Nishimura M, Kobayashi S, Yamamoto M, Miyamoto K, Kawakami Y.Effects of M1 selective antimuscarinics in repiratory chemosensitivity in humans.Respir Physiol.1996;103:127-135.MEDLINE
  8. Perna G, Battaglia M, Garberi A, Arancio C, Bertani A, Bellodi L.Carbon dioxide/oxygen challenge test in panic disorder.Psychiatry Res.1994;52:159-171.MEDLINE
  9. Sanderson WC, Wetzler S.Five percent carbon dioxide challenge: valid analogue and marker of panic disorder?Biol Psychiatry.1990;27:689-701.MEDLINE
  10. Gorman JM, Papp LA, Coplan JD, Martinez JM, Lennon S, Goetz RR, Klein DF.Anxiogenic effects of carbon dioxide and hyperventilation in panic patients. Am J Psychiatry.1994;151:1140-1147.MEDLINE
  11. Perna G, Barbini B, Cocchi S, Bertani A, Gasperini M. 35% CO2 challenge in panic and mood disorders.J Affect Disord.1995;33:189-194.MEDLINE
  12. Perna G, Bertani A, Arancio C, Ronchi P, Bellodi L.Laboratory response of patients with panic and obsessive-compulsive disorders to 35% CO2 challenges.Am J Psychiatry.1995;152:85-89.MEDLINE
  13. Griez E, de Loor C, Pols H, Zandbergen J, Lousberg H.Specific sensitivity of patients with panic attacks to carbon dioxide inhalation.Psychiatry Res.
    1990;31:193-199.MEDLINE
  14. Caldirola D, Perna G, Arancio C, Bertani A, Bellodi L. The 35% CO2 challenge test in patients with social phobia.Psychiatry Res.1997;71:41-48.MEDLINE
  15. Harrison WM, Sandberg D, Gorman JM, Fyer M, Nee J, Uy J, Endicott J.Provocation of panic with carbon dioxide inhalation in patients with premenstrual dysphoria.Psychiatry Res.1989;27:183-192.MEDLINE
  16. Rapee R, Mattick R, Murrell E.Cognitive mediation in affective component of spontaneous panic attacks.J Behav Ther Exp Psychiatry.
    1986;17:245-253.MEDLINE
  17. Sanderson WC, Rapee RM, Barlow DH.The influence of an illusion of control on panic attacks induced via inhalation of 5.5% carbon dioxide–enriched air.
    Arch Gen Psychiatry.1989;46:157-162.MEDLINE
  18. Rapee RM, Telfer LA, Barlow DH.The role of safety cues in mediating the response to inhalations of CO2 in agoraphobics.Behav Res Ther.
    1991;29:353-355.MEDLINE
  19. Papp LA, Welkowitz L, Martinez JM, Klein DF, Browne S, Gorman JM.Instructional set does not alter outcome of respiratory challenges in panic disorder.Biol Psychiatry.1995;38:826-830.MEDLINE
  20. Welkowitz LA, Papp LA, Martinez JM, Browne ST, Gorman JM.Instructional set and physiological response to CO2 inhalation.
    Am J Psychiatry.1999;156:745-748.MEDLINE
  21. Coplan JD, Lydiard RB.Brain circuits in panic disorder.Biol Psychiatry.1998;44:1264-1276.MEDLINE
  22. File SE, Kenny PJ, Cheeta S.The role of the dorsal hippocampal serotonergic and cholinergic systems in the modulation of anxiety.Pharmacol Biochem Behav.2000;66:65-72.MEDLINE
  23. Roy-Byrne PP, Cowley DS.Search for pathophysiology of panic disorder.Lancet.1998;352:1646-1647.MEDLINE
  24. Beck JG, Shipherd JC, Zebb BJ.Fearful responding to repeated CO2 inhalation: a preliminary investigation.Behav Res Ther.1996;34:609-620.
    MEDLINE
  25. Perna G, Bertani A, Gabriele A, Politi E, Bellodi L.Modification of 35% carbon dioxide hypersensitivity across one week of treatment with clomipramine and fluvoxamine: a double-blind, randomized, placebo-controlled study.J Clin Psychopharmacol.1997;17:173-178.MEDLINE
  26. Bocola V, Trecco MD, Fabbrini G, Paladini C, Sollecito A, Martucci N.Antipanic effect of fluoxetine measured by CO2 challenge test.
    Biol Psychiatry.1998;43:612-615.MEDLINE
  27. Sanderson WC, Wetzler S, Asnis GM.Alprazolam blockade of CO2-provoked panic in patients with panic disorder.1994;151:1220-1222.
    MEDLINE
  28. Klein DF.False suffocation alarms, spontaneous attacks, and related conditions.Arch Gen Psychiatry.1993;50:306-317.MEDLINE
  29. Perna G, Cocchi S, Bertani A, Arancio C, Bellodi L.Sensitivity to 35% CO2 in healthy first-degree relatives of patients with panic disorder.Am J Psychiatry.1995;152:623-625.MEDLINE
  30. Coryell W, Arndt S.The 35% CO2 inhalation procedure: test-retest reliability.Biol Psychiatry.1999;45:923-927.MEDLINE
  31. Roth WT, Margraf J, Ehlers A, Barr TC, Maddock RJ, Davies S, Agras WS.Stress test reactivity in panic disorder.Arch Gen Psychiatry.
    1992;49:301-310.MEDLINE
  32. Gorman JM, Fyer MR, Goetz R, Askanazi J, Liebowitz MR, Fyer AJ, Kinner J, Klein DF.Ventilatory physiology of patients with panic disorder.
    Arch Gen Psychiatry.1988;45:31-39.MEDLINE
  33. Papp LA, Martinez JM, Klein DF, Coplan JD, Norman RG, Cole R, deJesus MJ, Ross D, Goetz R, Gorman JM.Respiratory psychophysiology of panic disorder: three respiratory challenges in 98 subjects.Am J Psychiatry.1997;154:1557-1565.MEDLINE
  34. Pain MCF, Biddle N, Tiller JWG.Panic disorder, the ventilatory response to carbon dioxide and respiratory variables.Psychosom Med.
    1988;50:541-548.MEDLINE
  35. Coplan JD, Goetz R, Klein DF, Papp LA, Fyer A, Liebowitz MR, Davies SO, Gorman JM.Plasma cortisol concentrations preceding lactate-induced panic: psychological biochemical and physiological correlates.Arch Gen Psychiatry.1998;55:130-136.MEDLINE
  36. Kawakami Y, Yoshihawg T, Actal S.Control of breathing in young twins.J Appl Physiol.1982;52:537-742.MEDLINE
  37. Harper RM, Frysinger RC, Trelease RB, Mark JD.State dependent alterations of respiratory cycle timing by stimulation of the central nucleus of the amygdala.Brain Res.1984;306:1-8.MEDLINE
  38. LeDoux JE, Iwata J, Cicchetti P, Reis DJ.Different projections of the central amygdaloid nucleus mediate autonomic and behavioral correlates of conditioned fear.J Neurosci.1988;8:2517-2529.MEDLINE
  39. Davis M.The role of the amygdala in fear and anxiety.Annu Rev Neurosci.1992;15:353-375.MEDLINE
  40. Goddard AW, Charney DS.Toward an integrated neurobiology of panic disorder.J Clin Psychiatry.1997;58(suppl 2):4-11.MEDLINE
  41. Kent JM, Coplan JD, Gorman JM.Clinical utility of the selective serotonin reuptake inhibitors in the spectrum of anxiety.Biol Psychiatry.
    1998;44:812-824.MEDLINE
  42. Furmark T, Fischer H, Wik G, Larsson M, Fredrikson M.The amygdala and individual differences in human fear conditioning.
    Neuroreport.1997;8:3957-3960.MEDLINE
  43. Schneider F, Weiss U, Kessler C, Muller-Gartner H-W, Posse S, Salloum J, Grold W, Himmelmann F, Gaebel W, Birbaumer N.Subcortical correlates of differential classical conditioning of aversive emotional reactions in social phobia.Biol Psychiatry.1999;45:863-887.MEDLINE
  44. Nordahl T, Stein M, Benkelfat C, Semple W, Andreason F, Zametkin A, Uhde T, Cohen R.Regional cerebral metabolic asymmetries replicated in an independent group of patients with panic disorder.Biol Psychiatry.1998;44:998-1006.MEDLINE
  45. Bisaga A, Katz JL, Antonini A, Wright E, Margouleff C, Gorman JM.Cerebral glucose metabolism in women with panic disorder.Am J Psychiatry.
    1998;155:1178-1183.MEDLINE

 

Zurück zu Panikstörungen allgemein 
Zur Startseite Anschrift des Verfassers: (Praxisadresse)
Feedback: Karl C. Mayer
Gästebuch Bergheimerstraße 56a
E-Mail 69115 Heidelberg