Physiological Measures of Stress
W ciągu ostatnich dziesięcioleci opracowano wiele testów do badań laboratoryjnych nad ostrym stresem u ludzi. Prawdopodobnie najbardziej znanym jest Test Stresu Społecznego Triera (TSST). Przed publicznością, monitorowaną przez kamerę i magnetofon, badani są proszeni o wykonanie motywującego zadania.
W tysiącach TSST przeprowadzonych w wielu różnych laboratoriach na całym świecie, zebrano wiele danych pokazujących silny wzrost poziomu hormonów stresu, pomiarów autonomicznych, parametrów immunologicznych i odczuwanego stresu u większości badanych. Co ciekawe, reakcje fizjologiczne i psychologiczne nie korelują ze sobą lub korelują słabo, co wskazuje, że do rozsądnej oceny reakcji na stres konieczne jest zastosowanie zarówno środków psychologicznych, jak i biologicznych.
W przypadku TSST zaobserwowano duże różnice wewnątrz- i międzyosobnicze w reakcji na stres. Wiadomo, że na ostrą reakcję na stres wpływają między innymi wiek, płeć, spożycie diety i leków, warunki medyczne i interwencje, czynniki osobowościowe, wsparcie społeczne i hierarchia społeczna, cykl menstruacyjny, ciąża i laktacja u kobiet, czas badania, przyzwyczajenie, doświadczenia z wczesnego okresu życia oraz czynniki genetyczne. Czynniki te oraz złożone interakcje między nimi u danej osoby ostatecznie wyjaśniają takie różnice.
Wykazano, że TSST wywiera silny wpływ na kilka miar psychobiologicznych:
–
Pomiary psychologiczne: lęk, negatywny nastrój i postrzegany stres.
–
Pomiary autonomiczne: ciśnienie krwi, częstość akcji serca, zmienność akcji serca, aktywność elektrodermalna, pocenie się, temperatura ciała, epinefryna i noradrenalina.
–
Pomiary endokrynologiczne i metaboliczne: hormon adrenokortykotropowy (ACTH), kortyzol w osoczu i ślinie, prolaktyna, hormon wzrostu i glukoza.
–
Środki hematologiczne: hematokryt, hemoglobina i objętość osocza.
–
Środki krzepnięcia: fibrynogen, antygen czynnika von Willebranda, d-dimer i czynniki krzepnięcia.
–
Środki immunologiczne: neutrofile, eozynofile, bazofile, limfocyty, interleukina-6 i czynnik martwicy nowotworów alfa (TNFα).
–
Pomiary genetyczne: profile represji/indukcji genów w tkankach docelowych.
–
Pomiary psychomotoryczne: aktywność mięśni (elektromiogram), głos (analizy spektralne), ruchy kończyn i sprawność (rysunek 1).
Rysunek 1. Odpowiedzi endokrynologiczne i częstość akcji serca u 88 zdrowych ochotników pod wpływem trzech powtarzających się ekspozycji na TSST (±SEM; odstępy 4-tygodniowe). Reproduced with permission from Schommer NC, Hellhammer DH, and Kirschbaum C (2003) Dissociation between reactivity of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis and the sympathetic-adrenal-medullary system to repeated psychosocial stress. Psychosomatic Medicine 65(3): 450-460.
Tak szerokie spektrum miar reakcji okazało się przydatne zarówno w badaniach podstawowych, jak i klinicznych. Na przykład wykazano, że określone interwencje farmakologiczne i psychologiczne zmieniają pojedyncze profile, przewidując porównywalne efekty w praktyce klinicznej.
Jak wspomniano powyżej, miary odczuwanego stresu słabo wiążą się z biologicznymi miarami stresu. Dotyczy to również oceny stresu przewlekłego. Na przykład, zarówno podwyższone, jak i stłumione poziomy kortyzolu zostały zgłoszone jako związane z depresją, zaburzeniami stresu pourazowego, chorobą jelita drażliwego, wypaleniem zawodowym, chronicznym zmęczeniem, fibromialgią itp. Tak więc stan endokrynologiczny niekoniecznie musi zapowiadać stan psychiczny lub konkretne zaburzenia związane ze stresem. Wydaje się raczej, że oś HPA może adaptować się do przewlekłego stresu, najpierw ulegając podwyższonej, a później obniżonej regulacji. W obu przypadkach jednak, neurony czynnika uwalniającego kortykotropinę (CRF)/ wazopresyny argininowej (AVP) w podwzgórzu mogą być nadmiernie pobudzone, najpierw wyzwalając nadaktywność osi HPA, a później ulegając dezaktywacji z powodu niskiego poziomu kortyzolu.
Podczas gdy stan hiperkortyzolemiczny może promować zespół metaboliczny i zaburzenia układu odpornościowego, hipokortyzolizm wydaje się raczej ułatwiać ból, zmęczenie i drażliwość, prawdopodobnie przez zahamowanie cytokin prozapalnych, syntezę prostaglandyn i neurony noradrenergiczne w ośrodkowym układzie nerwowym. Efekty chronicznego stresu na współczulnym układzie nerwowym wydają się być głównie obserwowane w zaburzeniu panicznym i nadciśnieniu tętniczym.
Jeszcze inne podejście do wykorzystania biomarkerów jako środków chronicznego stresu jest pojęciem „allostazy” i „obciążenia allostatycznego”. Podstawowym założeniem jest to, że allostaza umożliwia adaptację do przewlekłego stresu poprzez utrzymanie (homeostatycznej) stabilności poprzez zmianę. Istnieją cztery warunki, w których dochodzi do tego rodzaju adaptacji: (1) brak przyzwyczajenia do powtarzających się stresorów tego samego rodzaju; (2) brak możliwości wyłączenia każdej reakcji stresowej w odpowiednim czasie z powodu opóźnionego wyłączenia; (3) powtarzająca się częstotliwość reakcji stresowych na wiele nowych stresorów; oraz (4) nieadekwatna odpowiedź, która prowadzi do kompensacyjnej nadaktywności innych mediatorów. Przeciążenie allostatyczne odnosi się do dysregulacji wielu systemów fizjologicznych, które wywierają skumulowane obciążenie na wiele narządów i tkanek. Mierniki obciążenia allostatycznego przewidują pewną wariancję różnych wyników zdrowotnych, w tym funkcjonowania poznawczego i fizycznego, chorób sercowo-naczyniowych i zapalnych, a nawet śmiertelności. Obciążenie allostatyczne jest oceniane jako złożony indeks przez liczbę biomarkerów, dla których dana osoba jest zagrożona.
Jednakże na fizjologiczne ścieżki łączące przewlekły stres z wynikami zdrowotnymi wpływa wzajemne oddziaływanie wielu zmiennych: uwarunkowań genetycznych i epigenetycznych, dojrzewania mózgu podczas rozwoju pre- i postnatalnego, czasu trwania, jakości i intensywności wydarzeń życiowych oraz odporności, warunków społeczno-ekonomicznych, umiejętności radzenia sobie, funkcji narządów itp. Tak więc przewlekły stres wpływa na badane osoby w różny sposób, a indywidualne skutki stresu są bardzo niejednorodne. Clearly, a meaningful interpretation of stress effects on health needs to consider such individual constellations.
From such a viewpoint, measures of chronic stress have to be defined differently, particularly if they should serve a diagnostic purpose. Hipotetycznie, można by zdefiniować neuroendofenotypy, które opisują dyskretne systemy mózgowe, które uczestniczą w odpowiedzi na stres. Dla każdego z tych systemów można by opracować psychologiczne, biologiczne i symptomatyczne miary wyników, które odzwierciedlają aktywność lub reaktywność każdego systemu. Ponadto można by opisać, w jaki sposób interakcje gen-środowisko wpływają na te systemy. Diagnostyczna ocena efektów przewlekłego stresu obejmowałaby wtedy szereg miar, które prawdopodobnie mogłyby powiedzieć, które z tych neuroendofenotypów uczestniczą w zaburzeniach związanych ze stresem u danego pacjenta. Jeśli tak, zindywidualizowane leczenie farmakologiczne i psychoterapeutyczne mogłoby być przypisane.
Pierwsze podejście tego rodzaju zostało określone jako Neuropattern. Aby zmniejszyć złożoność i heterogeniczność, jak również uniknąć brakującej kowariancji psychologicznej i biologicznej odpowiedzi na stres, podejście to skupia się wyłącznie na interfejsach, które uczestniczą w rozmowie krzyżowej między mózgiem a resztą ciała. Endofenotypy dla aktywności i reaktywności tych interfejsów zostały zdefiniowane i są oceniane za pomocą miar współistniejących psychologicznych, biologicznych i symptomatycznych zdarzeń. Praktycznie, każdy lekarz może zastosować Neuropattern, aby zbadać czy i jak stres wpływa na zdrowie jego pacjenta. Zestaw Neuropattern zawiera kwestionariusze, małe urządzenie elektrofizjologiczne oraz probówki do zbierania śliny. W swoim gabinecie lekarz podaje dane z kartoteki głównej, krótki wywiad lekarski i dokonuje kilku pomiarów, takich jak ciśnienie krwi, stosunek obwodu talii do obwodu bioder, wskaźnik masy ciała, itp. W domu pacjent wypełnia kwestionariusze, pobiera próbki śliny przed i po teście z niską dawką deksametazonu oraz korzysta z przenośnego elektrokardiogramu. Po zebraniu wszystkich danych pacjent wysyła zestaw do firmy, która wykonuje analizy laboratoryjne wszystkich danych i sporządza kompleksowy raport medyczny dla lekarza. Strategia ta pozwala na przekazanie lekarzowi wiedzy specjalistycznej z różnych dziedzin medycyny, bez konieczności posiadania przez niego specjalistycznego wykształcenia lub wiedzy specjalistycznej.
.