Einfluss von Substanz P auf den Schlaf - uni-freiburg.de

Aus der Universitätsklinik für Psychiatrie und Psychosomatik

Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie mit Poliklinik

der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br.

Der Einfluss von Substanz P

auf den Schlaf bei Gesunden.

I N A U G U R A L – D I S S E R T A T I O N

zur

Erlangung des Medizinischen Doktorgrades

der Medizinischen Fakultät

der Albert-Ludwigs-Universität

Freiburg i. Br.

Vorgelegt 2005

Von Katharina Kampik

Geboren in Bonn

2

Dekan Professor Dr. J. Zentner

1. Gutachter PD Dr. U. Voderholzer

2. Gutachter PD Dr. St. Sorichter

Jahr der Promotion 2005

3

1. EINLEITUNG .......................................................................................................... 6

1.1 Substanz P........................................................................................................ 6

1.1.1 Allgemeines................................................................................................ 6

1.1.2 Physiologie von SP..................................................................................... 6

1.1.3 Verbreitung und Einfluss auf physiologische Prozesse von SP.................. 8

1.1.4 Ätiopathologische Bedeutung von SP ....................................................... 9

1.1.4.1 Allgemeines ........................................................................................ 9

1.1.4.2 SP in der Pathogenese somatischer Erkrankungen............................ 9

1.1.4.3 SP in der Pathogenese psychiatrischer Erkrankungen ..................... 10

1.1.5 Neurokinin1 (NK1) -Rezeptor-Antagonisten............................................... 12

1.2 Schlaf und Schlafregulation ........................................................................... 13

1.2.1 Allgemeines.............................................................................................. 13

1.2.2 Schlafstadien............................................................................................ 14

1.2.3 Hormonfreisetzung und Schlaf-Wach-Rhythmus...................................... 15

1.2.4 Einfluss von Hormonen auf den Schlaf-Wach-Rhythmus ......................... 16

1.3 Depression...................................................................................................... 16

1.3.1 Allgemeines.............................................................................................. 16

1.3.2 Ätiologie und Pathogenese....................................................................... 17

1.3.3 Depression und Schlaf ............................................................................. 18

1.4 Fragestellung .................................................................................................. 19

2 UNTERSUCHUNGSTEILNEHMER, MATERIAL UND METHODEN.................... 20

2.1 Untersuchungsteilnehmer ............................................................................... 20

2.1.1 Allgemeines.............................................................................................. 20

2.1.2 Ein- und Ausschlusskriterien .................................................................... 20

2.1.3 Demographische Daten der Probanden ................................................... 22

2.2 Material ........................................................................................................... 22

2.2.1 Materialien und Geräte für die polysomnographische Ableitung .............. 22

2.2.2 Materialien zur Blutentnahme................................................................... 23

2.3 Untersuchungsmethoden ................................................................................ 23

2.3.1 Untersuchungsablauf................................................................................ 23

4

2.3.2 Messparameter......................................................................................... 25

2.3.2.1 Hormonanalyse.................................................................................. 25

2.3.2.2 Polysomnographie ............................................................................. 26

2.3.2.3 Psychometrische Analysen................................................................ 28

2.3.3 Statistische Auswertung ........................................................................... 29

3 ERGEBNISSE ....................................................................................................... 32

3.1 Effekte von SP auf Befindlichkeit, Stimmung und Verhalten ........................... 32

3.2 Effekte von SP auf den Puls ........................................................................... 36

3.3 Effekte von SP auf den Blutdruck ................................................................... 38

3.4 Effekte von SP auf subjektive Schlafparameter .............................................. 39

3.5 Effekte von SP auf objektive Schlafparameter ................................................ 44

3.6 Polysomnographische Darstellung.................................................................. 55

4 DISKUSSION ........................................................................................................ 58

4.1 Versuchsprotokoll ........................................................................................... 58

4.2 Effekte von SP auf Schlafparameter ............................................................... 59

4.3 Effekte von SP auf psychometrische Parameter............................................. 60

4.4 Effekte anderer Neuropeptide auf den Schlaf ................................................. 60

4.4.1 Corticotropin releasing hormone (CRH) ................................................... 61

4.4.2 Adrenocorticotropes Hormon (ACTH)....................................................... 62

4.4.3 Arginin vasopressin (AVP)........................................................................ 62

4.4.4 Wachstumshormon (GH) und

Growth hormone releasing hormone (GHRH) ......................................... 63

4.4.5 Neuropeptid Y (NPY)................................................................................ 63

4.4.6 Thyreotropin-releasing hormone (TRH).................................................... 64

4.4.7 Cholezystokinin (CZK).............................................................................. 64

4.4.8 Vasoaktives intestinales Polypeptid (VIP) ................................................ 65

4.4.9 Tabellarische Darstellung ......................................................................... 66

4.5. Die Rolle der Bluthirnschranke....................................................................... 67

4.6 Zusammenfassung.......................................................................................... 68

5

5 TABELLEN UND ABBILDUNGEN......................................................................... 69

6 QUELLENVERZEICHNIS...................................................................................... 78

7 LEBENSLAUF ....................................................................................................... 88

8 DANKSAGUNG ..................................................................................................... 89

8 ANHANG ............................................................................................................... 90

1. Einleitung

1.1 Substanz P

1.1.1 Allgemeines

Die vorliegende Dissertationsschrift beschäftigt sich mit dem Einfluss von Substanz P

auf den Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen.

Im Jahre 1931 entdeckten von Euler und Gaddum, dass ein Extrakt aus Pferde-

intestinum und -gehirn Kontraktionen intestinaler glatter Muskulatur hervorruft. Sie

nannten dieses Extrakt Substanz P (SP). P steht für „preparation“ (engl. Zubereitung)

(Maggio et al. 1988). Nach langer Forschungsarbeit wurde SP 1970 durch Chang

und Lehmann (Chang et al. 1970) als ein aus 11 Aminosäuren bestehendes

Neuropeptid identifiziert, welches der Gruppe der Tachykinine angehört.

Als Tachykinine werden Peptide zusammengefasst, welche die Carboxy-terminale

Aminosäuresequenz Phe-X-Gly-Leu-Met·NH2 aufweisen (Erspamer 1981). Der Name

entstand durch ihre Fähigkeit, glatte Muskulatur rasch kontrahieren zu lassen (im

Gegensatz zu Bradykininen). Im Nervensystem von Säugetieren gefundene Tachyki-

nine werden als Neurokinine bezeichnet. Dies sind, neben SP, Neurokinin A (NKA)

sowie Neurokinin B (NKB). Im zentralen Nervensystem (ZNS) ist SP das am

weitesten verbreitete Tachykinin (Arai et al. 1986).

Insbesondere SP-enthaltende Neurone sind im gesamten menschlichen Körper weit

verbreitet und vermitteln eine Vielzahl physiologischer Prozesse. Ebenso sind sie an

der Entstehung verschiedener Pathologien beteiligt.

1.1.2 Physiologie von SP

SP kann von drei alternativ gespleissten Formen des Prepro-Tachykinin-A (PPT-A)

Gens synthetisiert werden (Krause et al. 1987).

SP vermittelt seine Effekte über G-Protein-gebundene Rezeptoren, den Neurokinin-

Rezeptoren. SP bindet an Neurokinin-1-Rezeptoren (NK-1-R) und mit geringerer

Affinität an NK-2- und NK-3-Rezeptoren, vergleiche Abbildung 1. Die NK1-Rezep-

7

toren können durch spezifische NK1-Rezeptor-Antagonisten wirkungsvoll geblockt

werden (Kramer et al. 1998; Stout et al. 2001).

Abbildung 1: Tachykinin-Liganden und Rezeptor-Familien (die gemeinsame Tachy-

kinin-Aminosäurensequenz ist fett gedruckt). Entnommen aus Stout et al. 2001.

Die metabolische Eliminierungsrate liegt bei 0.361 x kg-1 x min-1 und die Halbwerts-

zeit exogen zugeführter SP beträgt 1,6 Min. (Schaffalitzky et al. 1986).

Der Abbau von SP erfolgt durch enzymatische Spaltung. Tierversuche unter in vitro

und in vivo Bedingungen führten zu der Annahme, dass SP das Substrat verschie-

dener Endopeptidasen wie Angiotensin converting enzyme (ACE), prolyl-Endopepti-

dase und neutrale Endopeptidase (Yokosawa et al. 1985; Casceiri et al. 1983;

Welches et al. 1993) ist.

8

1.1.3 Verbreitung und Einfluss auf physiologische Prozesse von SP

SP-enthaltende Neurone sind im menschlichen Körper weit verbreitet, SP ist somit

an der Regulation einer Vielzahl physiologischer Prozesse beteiligt. SP-Immuno-

reaktivität ist unter anderem in gastrointestinalen Neuronen, in der Lunge, im Gefäß-

system, im peripheren und zentralen Nervensystem zu finden. Im Bereich des ZNS

sind SP-immunoreaktive Neurone in distinkt verteilten neuronalen Netzen lokalisiert.

Im Hirnstamm sind SP-Neurone in der Medulla oblongata, genauer im Tractus solita-

rius (Pioro et al. 1990), in den dorsalen Motoneuronen des Nucleus Nervi Vagi

(Halliday et al. 1988), in der Formatio reticularis sowie in Nucleus raphe und Nucleus

pallidus zu finden. Auch stellen sich Bereiche der Pons positiv dar. Im Mittelhirn,

besonders in der Substantia Nigra sind in hoher Dichte SP-positive Neurone zu fin-

den. SP-immunoreaktive Neurone finden sich in allen Bereichen des Neokortex

(Pioro et al. 1990), vor allem in den oberen drei kortikalen Schichten und in der

subkortikalen weißen Hirnsubstanz. Die Basalganglien sind ebenfalls SP-immuno-

reaktiv. Der Hippokampus enthält diese Neurone (hiläre Region der Linea dentata

und Unkus) ebenso wie die Amygdala, endokrine Zellgruppen des Hypothalamus,

das limbische System und das Rückenmark (Pioro et al. 1990).

Da SP im ZNS häufig auch mit anderen Neurotransmittern kolokalisiert ist, kann sie

weitreichende neuromodulatorische Effekte ausüben. Beispiele sind das gemein-

same Vorkommen mit Serotonin im Raphekern (Sergeyev et al. 1999), mit Dopamin

in Mittelhirn und Striatum, mit GABA und Acetylcholin im Kortex und mit Corticotropin

releasing hormone (CRH) im Hypothalamus (Otsuka et al. 1993).

Die wesentlichen physiologischen Funktionen von SP umfassen die Neurotransmis-

sion im ersten afferenten Neuron, dort im besonderen die Nozizeption, ferner die

Funktion als Entzündungsmediator sowie neuromodulatorische Effekte (Newby et al.

1997). Beispiele dafür sind die Regulation der Acetylcholin-Freisetzung im humanen

Kortex (Feuerstein et al. 1997) und die Modulation der noradrenergen Neurotrans-

mission im Locus coeruleus (Hahn et al. 1999). Des weiteren hat SP ausgeprägte

vasodilatatorische Effekte, welche über endothelial gebundenes Stickstoffmonoxid

vermittelt werden (Luu et al. 1992, Rees et al. 1989).

9

1.1.4 Ätiopathologische Bedeutung von SP

1.1.4.1 Allgemeines

Aufgrund seiner weiten Verbreitung und seiner neuromodulatorischen Eigenschaften

wird angenommen, dass SP neben der Regulation diverser physiologischer Erschei-

nungen auch mit der Ätiopathologie verschiedener Erkrankungen in Zusammenhang

steht. Beispiele sind Asthma, entzündliche Darmerkrankungen, Erbrechen, Schmerz-

syndrome inklusive Fibromyalgie und Migräne sowie die Psoriasis und diverse

Bewegungsstörungen (Quartara und Maggi 1998; Rupniak und Kramer et al. 1999).

Auch wird eine mögliche Beteiligung von SP an der Entstehung psychiatrischer

Erkrankungen diskutiert. Dabei handelt es sich im einzelnen um Schizophrenie,

affektive Störungen, Angststörungen und soziale Phobien (Quartara und Maggi 1998;

Rupniak und Kramer et al. 1999; Stout et al. 2001).

Diese große Bandbreite möglicher Indikationen für einen NK1-Rezeptorblocker inten-

sivierte in den frühen neunziger Jahren die pharmazeutische Forschung auf diesem

Gebiet.

1.1.4.2 SP in der Pathogenese somatischer Erkrankungen

Am weitesten fortgeschritten ist die bereits Anfang der fünfziger Jahre begonnene

Forschung über die Bedeutung von SP in der Schmerzwahrnehmung. SP wird in

primär sensorischen Neuronen exprimiert (Hockfelt et al. 1975). Experimentell führte

eine prolongierte schädigende Stimulation zu einer vermehrten Ausschüttung von SP

in den Hinterhörnern des Rückenmarks (Shults et al. 1984). Des weiteren werden bei

verschiedenen Schmerzsyndromen wie der Fibromyalgie, der peripheren Neuro-

pathie und der rheumatoiden Arthritis erhöhte Konzentrationen von SP im Liquor

cerebrospinalis gefunden (Russell et al. 1994; Russell et al. 1998; Rupniak et al.

1999). Aufgrund dieser Erkenntnisse lag es nahe, NK1-Rezeptorantagonisten zur

Behandlung akuter Schmerzzustände wie zum Beispiel Zahnschmerzen, Migräne,

rheumatoide Arthritis und postherpetische Neuralgie zu verwenden. In klinischen

Versuchen erwies sich dies jedoch als unwirksam (Block et al. 1998; Rupniak et al.

2000). Wie anhand von Tierversuchen mit Knockout-Mäusen für den NK1-Rezeptor

gezeigt werden konnte, scheint SP weniger eine Rolle für die Vermittlung akuter

10

Schmerzen, als vielmehr für die Amplifikation („wind up“) nozizeptiver Signale zu

spielen (De Felipe et al. 1998). Somit könnte die Bedeutung von SP und damit auch

die Wirksamkeit von NK1-Rezeptorantagonisten eher im Bereich chronifizierter

Schmerzzustände liegen. Entsprechende Studien stehen jedoch noch aus.

Die Beteiligung an der Kontrolle des Würgereflexes wird durch das vermehrte Vor-

kommen von SP in den im Hirnstamm lokalisierten Zentren des Würgereflexes, dem

Nucleus solitarius sowie der Area postrema vermutet (Pioro et al. 1990). In Tierver-

suchen konnten antiemetische Eigenschaften von NK1-Rezeptorantagonisten gezeigt

werden. Beim Menschen wurde in verschiedenen klinischen Studien eine Hemmung

des zytostatikainduzierten Erbrechens nach oraler Gabe eines NK1-Rezeptorantago-

nisten festgestellt (Navari et al. 1999).

Ferner wird diskutiert, ob SP eine kausale Funktion in der Genese des Karzinoid-

Syndroms hat, da hier erhöhte Konzentrationen des Neuropeptids gemessen werden

(Vinik et al. 1990).

In Gehirnen von Patienten, die an der Parkinson’schen und der Alzheimer’schen

Erkrankung litten, wurden veränderte SP-Konzentrationen gemessen. So stellt sich

die Frage einer eventuellen Bedeutung der Substanz in der Pathogenese auch die-

ser Erkrankungen, von denen bekannt ist, dass sie viele Neurotransmitter-Systeme

beeinflussen. Eine Studie beschreibt eine erhöhte SP-Konzentration in Gehirnen

unbehandelter Parkinson-Patienten (Constantinidis et al. 1983), andere berichten,

dass diese vermindert sei (Beal und Martin, 1983). Untersuchungen an Gehirnen von

Alzheimer-Patienten, ergaben in einigen Studien eine Entleerung der SP-Vorkom-

men (Beal und Martin 1986) und in anderen Studien keine Veränderung (Ferrier et al.

1983, Yates et al. 1983). Diese unterschiedlichen Ergebnisse können durch das un-

terschiedliche Alter der Patienten und durch verschiedene Krankheitsstadien erklärt

werden. In einem kleinen Teil der kortikalen, senilen Plaques bei Alzheimer Patienten

findet sich SP-Immunoreaktivität (Armstrong und Terry, 1985) - ein weiterer Hinweis

für eine mögliche Bedeutung von SP in der Entstehung dieser Erkrankung.

1.1.4.3 SP in der Pathogenese psychischer Erkrankungen

SP scheint die Aktivität von Dopamin im mesolimbischen System zu beeinflussen,

welches den Hauptwirkort vieler etablierter Psychopharmaka darstellt. Ferner bilden

11

SP-enthaltende Neurone im Mittelhirn Synapsen mit dopaminergen Neuronen. Im

Tierversuch führte die Gabe von SP-Agonisten zu einem erhöhten dopaminergen

Umsatz im Nucleus accumbens und zu gesteigerter Bewegungsaktivität der Tiere

(Elliot et al. 1991, 1992; Tamiya et al. 1990). Aufgrund dieser drei Erkenntnisse

wurde postuliert, dass eine gesteigerte Aktivität der SP-enthaltenden Neurone an der

Entstehung der Schizophrenie beteiligt sein könnte. Im Liquor cerebrospinalis

schizophrener Patienten konnte jedoch keine gesteigerte Konzentration von SP

gefunden werden (Heikkila et al. 1990; Miller et al. 1996; Rimon et al. 1984). Auch

hatte die Gabe des NK1-Rezeptor-Antagonisten MK-869 keinen Einfluss auf die

psychotische Aktivität schizophrener Patienten (Kramer et al. 1998, Lieb et al. 2000).

Ein Zusammenhang von SP mit der Pathogenese affektiver Erkrankungen und

Angsterkrankungen wird hergestellt durch das Vorkommen SP-enthaltender Neurone

in den Regionen des Gehirns, die für die Entstehung dieser Störungen verantwortlich

gemacht werden (Maubach et al. 1999; Rupniak et al. 1999; Pioro et al. 1990). Dies

sind im einzelnen der Locus coeruleus, das limbische System mit Hippokampus und

Amygdala, der Hypothalamus (Pioro et al. 1990) und die Raphe-Kerne, in welchem

SP mit Serotonin kolokalisiert ist (Sergejev et al. 1999).

Weitere Hinweise auf den Einfluss von SP auf die Entstehung von Depression und

Angststörungen ergaben sich aus einigen Tierstudien. In präklinischen Studien an

Ratten konnte gezeigt werden, dass die chronische Gabe von klassischen Antide-

pressiva eine Verminderung der Konzentration von SP im limbischen System verur-

sacht (Shirayama 1996). Diese Eigenschaft könnte für die klinischen Wirkungen von

Antidepressiva von Bedeutung sein. NK1-Rezeptorantagonisten verminderten,

ähnlich wie klassische Antidepressiva (Imipramin, Fluoxetin) oder Anxiolytika (Diaze-

pam) effektiv stressinduzierte Vokalisierungen bei Meerschweinchen-Jungen, die von

ihren Müttern getrennt wurden (Kramer et al. 1998). Diese Trennung vom Muttertier

führte zu einer Vermehrung von Neuronen, die eine NK1-Rezeptorinternalisierung im

limbischen System zeigten. Das weist darauf hin, dass Stressbedingungen zu einer

erhöhten Freisetzung von SP in diesen Regionen führen.

In zwei Studien an Knockout-Mäusen für den NK1-Rezeptor konnte gezeigt werden,

dass die Modulation von Angst durch das SP-System zumindest teilweise über das

serotoninerge System gesteuert wird (Froger et al. 2001; Santarelli et al. 2001). Dies

ist von Bedeutung, da die Wirkung mancher Antidepressiva über eine Erhöhung von

12

Serotonin im synaptischen Spalt vermittelt wird (mittels Hemmung des Sertonin-

Transportproteins).

Zwei weitere Studien zeigten erhöhte Plasmalevel für SP bei Menschen, die chroni-

schem Stress ausgesetzt waren (Schedlowski et al. 1995 bei unerfahrenen Fall-

schirmspringern; Weiss et al. 1996 bei Zivilisten unter Raketenangriffen im Krieg).

1.1.5 Neurokinin1 (NK1) -Rezeptor-Antagonisten

Selektive, nicht-peptiderge Antagonisten für Tachykinin-Rezeptoren wurden erstmals

1991 erhältlich. Anfänglich wurden NK1-Rezeptor-Antagonisten als potentielle

Schmerzmittel untersucht, doch bald ergaben sich aufgrund der oben beschriebenen

Bedeutung von SP in der Ätiopathologie von affektiven Störungen und Angststörun-

gen Hinweise auf eine mögliche Verwendung der NK1-Rezeptor-Antagonisten als

Antidepressiva und Anxiolytika.

Die erste am Menschen durchgeführte Studie mit dem NK1-Rezeptor-Antagonisten

MK-869 zur Therapie von Depression bzw. zur Anxiolyse wurde 1998 von Kramer et

al. veröffentlicht. In dieser placebokontrollierten Studie erhielten 213 Patienten über

einen Zeitraum von 6 Wochen 300 mg MK-869, 20 mg Paroxetin (Antidepressivum

als Verum) oder Placebo. MK-869 und Paroxetin zeigten sich der Placebobehand-

lung überlegen, sowohl hinsichtlich der anxiolytischen als auch der antidepressiven

Wirkung. Der Therapieeffekt wurde mittels Hamilton-Skalen für Depression und

Angst und der CGI-S Skala (Clinical Global Impressions-Severity of Illness Skala)

überprüft. Unter MK-869 kam es bei über 54% der Patienten zu einer über 50%igen

Reduktion des Hamilton-Wertes. Dieses Ergebnis wurde nur bei 28% der Placebo-

therapierten Patienten beobachtet. Eine komplette Remission der Depression war bei

43% der Patienten unter MK-869 (17% unter Placebo) zu verzeichnen. Nebenwir-

kungen traten nicht häufiger auf als bei Placebo-Gabe. In einer anschließenden zur

Dosisfindung durchgeführten Studie an 800 depressiven Patienten konnten diese

Ergebnisse jedoch nicht reproduziert werden. Weder MK-869 noch das Referenz-

Antidepressivum Fluoxetin zeigten sich der Placebo-Behandlung überlegen

(Enserink 1999). Im Anschluss an dieses Ergebnis folgerten Rupniak und Kramer

1999, dass die Wirksamkeit von MK-869 auf ein bestimmtes Patientenkollektiv be-

13

schränkt sei. Für eine genaue Charakterisierung dieser Gruppe reicht der derzeitige

Wissenstand jedoch nicht aus.

Weitere mögliche Indikationen ergeben sich aus Tierversuchen. So hat sich ein im

Tierversuch verwendeter NK1-Rezeptor-Antagonist als anxiolytisch im sozialen

Interaktions-Test erwiesen (File 1997). Eine eventuelle Einsatzmöglichkeit zur

Therapie sozialer Phobien wurde vorgeschlagen. Ein weiterer Indikationsbereich

ergibt sich aus den antiepileptischen Eigenschaften des NK1-Rezeptor-Antagonisten,

die bei Tieren nachgewiesen werden konnten (Liu et al. 1999 a,b). Ferner wurde im

Mai 2000 berichtet, dass Opiate ihre Verstärkerwirkung bei Mäusen verlieren, wenn

diese keinen SP-Rezeptor besitzen (Murtra et al. 2000).

Die derzeitig noch limitierte Datenlage lässt eine genaue Einordnung der Bedeutung

von NK1-Rezeptor-Antagonisten als antidepressives oder anxiolytisches Wirkprinzip

nicht zu. Jedoch kann gesagt werden, dass dieser Ansatz aufgrund der vielfältigen

neuromodulatorischen Effekte von SP und der geringen Nebenwirkungen der NK1-

Rezeptor-Antagonisten viel versprechend scheint.

Weitere psychopharmakologische Studien zu diesem Thema stehen noch aus.

1.2 Schlaf und Schlafregulation

1.2.1 Allgemeines

Schlaf wurde bis weit in das 20. Jahrhundert hinein als ein passiver Zustand verstan-

den, in dem die Körperfunktionen auf ein notwendiges Minimum reduziert waren. Erst

seit wenigen Jahrzehnten, insbesondere seit der Entwicklung des Elektroenzephalo-

gramms (EEG) im Jahre 1924, wurde deutlich, dass sich das Gehirn im Schlaf kei-

neswegs in einem passiven Ruhezustand befindet. Es laufen vielmehr komplexe

Funktionsmuster im ZNS ab, die sich regelmäßig wiederholen. Diese Erkenntnis

führte zu der späteren Einteilung von Schlafstadien.

14

1.2.2 Schlafstadien

Im Jahre 1954 differenzierte man zwischen zwei Schlafarten, dem REM-Schlaf, der

sich durch rasche Augenbewegungen (Rapid-Eye-Movement) auszeichnet, und dem

Non-REM-Schlaf. Später erfolgte die Unterteilung des Non-REM-Schlafes in vier

Schlafstadien, die sich durch spezifische Charakteristika in EEG, Elektrookulogramm

(EOG) und Elektromyogramm (EMG) unterscheiden lassen (Tabelle 1). Stadium 3

und Stadium 4 werden zusammen als Tiefschlafstadien oder slow wave sleep (SWS)

definiert. Durch diese Einteilung konnte man Unterschiede zwischen normalen und

gestörten Schlaf feststellen. In Abbildung 2 ist das Schlafprofil eines Gesunden dar-

gestellt.

Abbildung 2: Schlaf-EEG eines 25 jährigen gesunden Mannes: Einteilung in Non-

REM-Schlaf und Wachzeiten (Berger 1993).

15

Tabelle 1: Charakteristika der verschiedenen Schlafstadien.

Schlafstadium EEG EOG EMG

Wach Alpha-Aktivität Lidschläge, rasche

Augenbewegungen

Hoher Tonus, Be-

wegungsartefakte

REM Theta-Aktivität,

Sägezahnwellen

Konjugierte, rasche

Augenbewegungen

Niedriger Tonus,

phasische Aktivität

Stadium 1 Theta-Aktivität,

Vertexzacken

Langsame

Augenbewegungen

Stadium 2 Theta-Aktivität,

K-Komplexe,

Schlafspindeln

Keine

Augenbewegungen

(EEG-Artefakte)

Stadium 3 Gruppen hoher

Delta-Wellen

(> 20 und < 50%)

Keine

Augenbewegungen

(EEG-Artefakte)

Stadium 4 Gruppen hoher

Delta-Wellen

(> 50%)

Keine

Augenbewegungen

(EEG-Artefakte)

Von Stadium 1 bis 4

Abnahme des

mittleren

Muskeltonus, kaum

Bewegungsartefakte

EEG: Elektroencephalogramm; EOG: Elektrookulogramm; EMG: Elektromyogramm; REM: rapid eye

movement

1.2.3 Hormonfreisetzung und Schlaf-Wach-Rhythmus

Der zirkadiane Verlauf einiger Hormone korreliert mit dem Schlaf-Wach-Rhythmus:

Plasma-Renin und Prolaktin zeigen eine starke NonREM-REM-Korrelation, im

Gegensatz zu einem konstant niedrigen Niveau in den Wachphasen. Das Schilddrü-

senhormon TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon) hat kurz vor dem Einschlafen

einen Gipfel und fällt im Schlaf ab. Vom Schlaf unabhängig hingegen scheint die

Melatoninausschüttung zu sein, die durch Helligkeit und einen zirkadianen Faktor

gesteuert wird. Auch Kortisol sinkt schlafunabhängig am Abend ab und steigt in den

frühen Morgenstunden an.

16

1.2.4 Einfluss von Hormonen auf den Schlaf-Wach-Rhythmus

Trotz intensiver Bemühungen sind die genauen Mechanismen der Schlaf-Wach-

Regulation bisher nicht genau bekannt. Sicher scheint jedoch zu sein, dass es nicht

einen, sonder ein komplexes System von schlaffördernden und schlafinhibierenden

Faktoren gibt. Neben diversen Hormonen, denen man eine Wirkung zuschreibt (z.B.

Stimulation von REM-Schlaf durch Vasointestinales Peptid (VIP), Prolaktin und

cholinerge Substanzen, eine Verminderung des Tiefschlafes durch Corticotropin

Releasing Hormone (CRH)), gibt es auch Hinweise, dass Komponenten der

somatotropen Achse an der Schlafregulation beteiligt sind. Studien mit Ratten und

Katzen und eine Studie beim Menschen (Mendelson et al. 1980, Copinschi et al.

1997) belegen einen dosisabhängigen Anstieg von REM-Schlaf und eine

Unterdrückung von Tiefschlaf nach GH (Growth Hormone)-Injektionen. In anderen

Untersuchungen wird eine Erhöhung von Tiefschlaf durch GHRH (Growth Hormone

Releasing Hormone) (Steiger et al. 1992; Krüger et al. 1999) und eine REM-Schlaf-

Unterdrückung bei älteren Patienten durch Somatostatin (Frieboes et al. 1997)

angenommen. Bei jüngeren Patienten konnte kein Einfluss von Somatostatin auf die

Schlafqualität nachgewiesen werden.

1.3 Depression

1.3.1 Allgemeines

Die Depression ist eine in der Bevölkerung häufig vorkommende Erkrankung. 7-18%

aller Personen erkranken in ihrem Leben an einer depressiven Episode.

Die drei Hauptsymptome einer Depression sind Interessensverlust oder Verlust von

Freude, gesteigerte Ermüdbarkeit sowie niedergedrückte Stimmung. Weitere

depressionstypische Beschwerden werden als Nebensymptome eingestuft. Diese

sind im Einzelnen Suizidgedanken und –handlungen, Minderung der Konzen-

trationsfähigkeit und der Aufmerksamkeit, vermindertes Selbstwertgefühl und

Selbstvertrauen, Gefühl der Wertlosigkeit und Schuldgefühle, Appetitminderung,

pessimistische und negative Zukunftsperspektiven sowie Schlafstörungen.

17

Die Diagnosestellung einer depressiven Episode („major depression“) folgt den

Richtlinien der Internationalen Klassifikation psychischer Störungen (nach ICD-10).

Hiernach wird die depressive Episode in drei Schweregrade eingeteilt. Zur

Diagnosestellung müssen mindestens zwei der drei Hauptsymptome vorhanden sein.

Treten noch mindestens zwei weitere Nebensymptome auf, handelt es sich um eine

leichte depressive Episode. Bei weiteren drei zusätzlich depressionstypischen

Beschwerden spricht man von einer mittelgradigen depressiven Episode und bei

Auftreten von vier Nebensymptomen von einer schweren depressiven Episode. Die

Nebensymptome müssen zur Diagnosestellung jeweils über einen Zeitraum von

mindestens zwei Wochen bestehen.

1.3.2 Ätiologie und Pathogenese

Sowohl zu der genauen Ätiologie als auch zu der Pathogenese der Depression ist

das heutige Wissen noch lückenhaft. Als gesichert werden eine genetische

Vorbelastung sowie neurobiologische Faktoren betrachtet, eine exakte Zuordnung

dieser Faktoren ist bisher jedoch noch nicht erfolgt. Eine wichtige Rolle spielen

zudem noch psychosoziale Aspekte wie das soziale Umfeld oder psychische

Traumata.

In den letzten dreißig Jahren wurden verschiedene Hypothesen über den Einfluss

neurochemischer Stoffe auf die Ätiopathogenese der Depression aufgestellt. Disku-

tiert wurden dabei die Acetylcholin-Hypothese, die Katecholaminmangel-Hypothese,

die Monoaminmangel-Hypothese sowie die cholinerg-aminerge Imbalance-Hypo-

these. Jedoch konnte keine dieser Theorien die Anforderungen an ein allgemein

gültiges, biologisches Depressionsmodell erfüllen.

Bei der Erhebung neurobiologischer Befunde bei depressiven Patienten sind einige

Gemeinsamkeiten aufgetreten. Die konsistentesten Befunde sind hierbei ein Hyper-

cortisolismus (Holsboer 1995), welcher die Freisetzung von GH und Hormonen der

Schilddrüsenachse zu inhibieren scheint und eine REM-Schlaf-Desinhibition (Berger

und Riemann 1993) verursacht.

18

1.3.3 Depression und Schlaf

Schlafstörungen sind eines der häufigsten Symptome einer depressiven Erkrankung

(Voderholzer et al. 1996). Der Anteil der depressiven Patienten mit ungestörtem

Schlaf oder vermehrtem Schlafbedürfnis ist mit 10-20% gering (atypische Depres-

sion).

Mittels polysomnographischer und klinischer Beobachtungen lässt sich eine gestörte

Schlafkontinuität objektivieren. Dies zeigt sich in Form von verlängerter Einschlafla-

tenz, erhöhter Anzahl von Wachperioden, morgendlichem Früherwachen, Verminde-

rung von Gesamtschlafzeit, Schlafeffizienz und Tiefschlafdauer. Veränderungen des

REM-Schlafes treten als Verkürzung der REM-Latenz, als Verlängerung der ersten

REM-Periode und als erhöhte REM-Dichte auf (Benca et al. 1992; Übersicht siehe

Berger und Riemann 1993 sowie Riemann et al. 2001).

Diese Befunde sind jedoch nicht pathognomonisch für eine affektive Erkrankung, sie

können auch bei anderen psychischen Erkrankungen auftreten (z.B. Alkoholab-

hängigkeit und Schizophrenie).

Eine graphische Darstellung eines Schlafprofils eines depressiven Patienten findet

sich in Abbildung 3: gestörte Schlafkontinuität, reduzierter Tiefschlaf, Verkürzung der

REM-Latenz und Zunahme der REM-Dichte.

Abbildung 3: Schlafprofil eines depressiven Patienten mit verkürzter REM-Latenz,

verlängerter erster REM-Periode, erniedrigten Tiefschlafanteil und Störungen der

Schlafkontinuität, besonders der zweiten Nachthälfte. S1-4: Schlafstadien zuneh-

mender Schlaftiefe (vergleiche Tabelle 1).

19

1.4 Fragestellung

Für verschiedene Neuropeptide wie zum Beispiel Corticotropin releasing hormone

(CRH), Wachstumshormon (GH), Thyreotropin-releasing hormone (TRH) und einige

andere wurden einerseits veränderte Konzentrationen in Blut oder Liquor bei

psychisch erkrankten Patienten nachgewiesen. Andererseits konnte gezeigt werden,

dass eine intravenöse Gabe dieser Neuropeptide beim Gesunden eine spezifische

Veränderung des Schlafprofils hervorruft, wie sie auch teilweise bei psychischen

Erkrankungen beobachtet werden (z.B. Inhibition des REM-Schlafes, Steigerung des

kurzwelligen Schlafes (SWS), Verminderung der Einschlaflatenz (SOL)).

Unsere Studie schließt sich hier an. Es werden erstmalig die Auswirkungen von

intravenös gegebener SP auf den Schlaf und auf diverse Verhaltensparameter beim

Menschen untersucht.

In Anlehnung an die Hypothese, dass SP ein die Depression förderndes Agens

darstellt, formulierten wir die folgende Hauptfragestellung unserer Untersuchung:

Welche Veränderungen der Schlafparameter ruft SP beim

Menschen hervor?

Führt SP zu ähnlichen Veränderungen des Schlafes, wie sie

bei affektiven Störungen beschrieben werden?

2 Probanden, Material und Methoden

2.1 Untersuchungsteilnehmer

2.1.1 Allgemeines

Diese Studie wurde an der Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie an der

Universitätsklinik Freiburg durchgeführt. Durch persönliche Kontakte konnten 12

Probanden zur Teilnahme an der Studie gewonnen werden, von denen 2 Probanden

(Nummer 5 und Nummer 9) aufgrund signifikanter Schlafstörungen in der Baseline-

Nacht ausgeschlossen werden mussten.

Die verbleibenden zehn Probanden hatten ein Durchschnittsalter von 26,5 ±2,8

Jahre. Alle eingeschlossenen Probanden wurden einem Screening unterzogen

welches eine Routinelabor- Untersuchung, einen Urintest, ein Drogenscreening,

EEG, EKG, körperliche und neurologische Untersuchung umfasste. Durch einen

Facharzt für Psychiatrie und Psychotherapie wurden in einem ausführlichen

Gespräch körperliche und psychische Vorerkrankungen eruiert. Die Probanden

selbst schätzten ihre Depressivität durch das Beck-Depressions-Inventar (BDI) und

die subjektive Schlafqualität durch den Pittsburgher Schlafqualitätsindex (PSQI) ein.

Die Probanden füllten vor Studienbeginn ein Schlaftagebuch über eine Woche aus.

Nach Überprüfung der Ein- und Ausschlusskriterien für die Studie wurden die

Probanden mündlich und schriftlich über den genauen Studienablauf informiert und

erklärten sich im Anschluss daran schriftlich dazu bereit, dass sie freiwillig an der

Studie teilnehmen und dass sie diese jederzeit abbrechen können. Die Experimente

wurden unter Achtung der Helsinki Deklaration von 1975 durchgeführt. Das Protokoll

wurde von der Ethik Kommission der Universität Freiburg genehmigt (siehe Anhang).

2.1.2 Ein- und Ausschlusskriterien

Für die Probanden wurden folgende Ein- und Ausschlusskriterien festgelegt:

Einschlusskriterien:

4männliches Geschlecht

21

4 Alter zwischen 20 und 30 Jahren

4 Fähigkeit, den Anforderungen der Studie gerecht zu werden

4 schriftliche Einwilligung der Probanden zur freiwilligen Teilnahme an der Studie

Ausschlusskriterien:

4 klinisch relevante körperliche oder neurologische Erkrankungen

4 psychische Erkrankung des Probanden oder eines Verwandten 1. Grades

4 anamnestischer Hinweis auf Schlafstörungen

4 Abweichungen vom Normbereich der folgenden Laborparameter: Großes Blutbild,

Kalium, Natrium, Calcium, Harnstoff, Kreatinin, Bilirubin gesamt, GOT, GPT, γ-GT,

Gesamteiweiß, CRP, Urinstatus

4 positiver Drogenscreeningbefund (Barbiturate, Amphetamine, Opiate, Benzodi-

azepine, Kokain, Cannabis)

4 Einnahme jeglicher Medikamente innerhalb der letzten zwei Monate vor Beginn

der Studie

4 Schichtarbeiter

4 Restless-legs- oder Schlaf-Apnoe-Syndrom

4 Polysomnographisch nachgewiesener erhöhter Apnoe-Hypopnoe-Index (>5,0/h)

oder Index der periodischen Beinbewegungen mit Arousals (>5,0/h)

4 Vorgeschichte mit Drogen- oder Alkoholabusus

4 Suizidalität

4 regelmäßiger Nikotinkonsum

4 mehr als 15 % Standardabweichung des Normalgewichtes

4 Blutverlust bzw. Blutspende von mehr als 500 ml in den letzten 3 Monaten

22

2.1.3 Demographische Daten der Probanden

Tabelle 2: Demographische Daten der Probanden.

Proband Nr. Alter (Jahre) Geschl.

1 25 M

2 25 M

3 21 M

4 24 M

6 29 M

7 28 M

8 29 M

10 26 M

11 29 M

12 29 M

MW ±SD 26,5±2,8

2 Probanden (Nummer 5 und Nummer 9) wurden aufgrund signifikanter Schlaf-

störungen in der Baseline-Nacht ausgeschlossen.

2.2 Material

2.2.1 Materialien und Geräte für die polysomnographische Ableitung

Die Ableitungen wurden mittels Ag/AgCl-Becherelektroden der Firma Nihon Kohden

durchgeführt. Die Elektroden wurden mit einer Elektrodenpaste zunächst gefüllt, auf

die mit Alkohol entfettete Kopfhaut platziert und mit Collodium oder

Leukoplastpflaster befestigt. Die Signale wurden mit einem 32-Kanal-Walter-

Graphtek-Biosignalverstärker übernommen, mit 102,4 Hz digitalisiert und auf einer

23

Festplatte gespeichert. Zur Atmungsdiagnostik wurden Bauch- und Brustgürtel mit

Druckaufnehmer (Effort. Gürtel, Firma Jäger), ein nasal-oral Thermisator (Firma

Jäger), sowie ein Pulsoximeter (Durasensus DS 100-A, Firma Neucor) eingesetzt.

2.2.2 Materialien zur Blutentnahme

Zur Blutentnahme wurde eine Venenverweilkanüle (Vasofix Braunüle, Firma Braun),

eine Perfusor-Leitung (Firma Braun), ein Dreiwegehahn (Discofix, Firma Braun), ein

Multiadapter (Firma Sarstedt) sowie Blutentnahmeröhrchen (Sarstedt Monovetten)

eingesetzt. Zwischen den Blutentnahmen wurde die Perfusorleitung mit einer

Heparin-Lösung (500 ml NaCl 0,9%, 200 i.E. Heparin), die über einen Perfusor

(Perfusor secura FT, Firma Braun) und eine Perfusor-Spritze (OPS 50 ml, Firma

Braun) gesteuert wurde, freigehalten. Die entnommenen Blutproben wurden in einer

Zentrifuge (Varifuge RF, Heraeus Sepatech) bei 3000 Umdrehungen pro Minute 10

Minuten zentrifugiert. Der Überstand wurde mit einer Eppendorf- Pipette abpipettiert,

in Eppendorfröhrchen (5 Alliquots à 500 µl, Firma Grener) eingefüllt und kurzfristig

bei –20 Grad Celsius tiefgefroren. Bis zum Versand in das Zentrallabor der Univer-

sitätsklinik Freiburg, der in Trockeneis erfolgte, wurden die Proben langfristig bei –80

Grad Celsius gelagert.

2.3 Untersuchungsmethoden

2.3.1 Untersuchungsablauf

Vor Beginn der Studie wurde das Versuchsprotokoll von der Ethikkommission der

Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg geprüft und genehmigt (siehe

Anhang). Die Untersuchungen fanden in den Räumen der Universitätsklinik für

Psychiatrie und Psychotherapie in Freiburg statt.

Die Experimente wurden doppelblind im randomisierten cross-over Design durchge-

führt. Alle Versuchsteilnehmer nahmen an einem Verum- (SP-Infusion) und einem

Placebo- (NaCl-Infusion) Untersuchungs-Block teil.

24

Diese zwei Blöcke erstreckten sich über jeweils 3 polysomnographische Ableitungen,

1) Adaptationsnacht, 2) Baselinenacht, 3) SP- oder NaCl-Infusion. Zwischen den

beiden Blöcken bestand ein Mindestabstand von einer Woche.

Eine Übersicht über den Untersuchungsablauf findet sich am Ende dieses Kapitels,

siehe Tabelle 3 und Abbildung 4.

1) Die erste Nacht eines jeden Blockes diente der Adaptation an die Schlafbedingun-

gen im Schlaflabor und dem Ausschluss von organischen Erkrankungen des Schla-

fes (Schlaf-Apnoe- und Restless-Legs-Syndrom). Um 21.00 Uhr trafen die Proban-

den im Schlaflabor ein, es wurde bei ihnen eine komplette polysomnographische

Diagnostik inklusive der Atmungs- und Beinbewegungsdiagnostik durchgeführt. Der

Ableitzeitraum in den schallisolierten Räumen erstreckte sich von 23:00 bis 7:00 Uhr.

Während dieser Zeit wurden die Probanden durch eine Infrarotkamera überwacht

und konnten über eine Gegensprechanlage Kontakt zum Pflegepersonal der Station

herstellen.

2) In der zweiten Nacht, der Baseline-Nacht, erfolgte wiederum eine polysomno-

graphische Ableitung von 23:00 bis 7:00 Uhr. Auf eine Diagnostik der Atmung wurde

nun, nach Ausschluss atmungsbedingter Störungen, verzichtet.

3) Am Abend vor der dritten Nacht wurden die Untersuchungsteilnehmer um 18.30

Uhr in das Schlaflabor einbestellt. Es wurde ihnen um 19.00 Uhr eine Braunüle in

eine Vene des rechten Unterarmes gelegt und mittels eines angeschlossenen Perfu-

sors mit 0,9% NaCl- 200 i.E. Heparin-Gemisch (20ml/h) durchgängig gehalten. Über

diesen venösen Zugang erfolgten die SP/NaCl-Infusionen und die Blutentnahmen.

Blutentnahmen erfolgten in halbstündlichen Abständen von 21:00 bis 8:30 Uhr. Damit

bei den Blutentnahmen der Proband nicht geweckt werden musste, wurde an die

Braunüle ein 2 m langer Schlauch angeschlossen, welcher durch eine Öffnung in der

Wand in einen benachbarten Raum geführt wurde.

Die Infusionen synthetischer SP (Clinalpha, Läuflingen, Schweiz) oder 0,9%iger

NaCl-Lösung erfolgten an vier Zeitpunkten über einen Zeitraum von jeweils 20

Minuten. Infundiert wurde um 22.30 Uhr, 30 Minuten vor „Licht aus“ (23.00 Uhr),

sowie drei mal während des Schlafes: um 23.30 Uhr, 00.30 Uhr und um 1.30 Uhr.

Dieses Applikationsschema wurde gewählt, da in vorherigen Studien, welche die

Effekte anderer Neuropeptide auf Schlafparameter untersuchten, gezeigt werden

konnte, dass eine Intervall-Gabe dieser Neuropeptide günstiger für die Aufdeckung

25

ihrer Effekte auf den Schlaf ist, als die kontinuierliche Infusion (Steiger und Holsboer

1997). SP wurde den Probanden in einer Dosis von 3 pmol/kg/min gegen, eine Dosis

die sich als gut tolerierbar gezeigt hat (Schaffalitzky De Muckadell et al. 1986).

Zur Dokumentation eventueller durch Substanz bedingter Nebeneffekte saß während

der ersten Gabe von SP/NaCl-Lösung (22.30 Uhr) der Studienarzt bei den Pro-ban-

den und überprüfte kurz vor der ersten Infusion, 2 min. nach Beginn und dann alle 5

Minuten die folgenden Parameter/Symptome:

- systolischer und diastolischer Blutdruck (mmHg)

- Pulsfrequenz (Schläge in der Minute)

- Flush von Gesicht, Nacken, Armen und Händen

- konjunktivale Rötung

- Lakrimation

- Hitzegefühl

- Kopfschmerz

- Diarrhö

- abdominale Koliken

Die subjektiven Parameter wurden auf einer 10 Punkte Likert Skala durch den Pro-

banden oder den Prüfarzt eingeschätzt (0 Punkte bedeutet keine, 9 Punkte bedeutet

ausgeprägte Symptome (siehe Anhang).

Im Anschluss an jede Nacht wurden die Probanden nach dem Wecken um 7:00 Uhr

gebeten, den Fragebogen zur Subjektiven Einschätzung der Schlafqualität der

vorausgegangenen Nacht (SF-A) auszufüllen (siehe Anhang).

2.3.2 Messparameter

2.3.2.1 Hormonanalyse

Das Blut wurde in den Infusionsnächten von 21.00 Uhr bis 8.30 Uhr alle 30 Minuten

entnommen.

Bestimmt wurden

4Thyreoidea stimulierendes Hormon (engl.: thyroid stimulating hormone, TSH)

26

4Wachstumshormon (engl.: growth hormone, GH)

4Serum Kortisol

Aufgrund seiner langen Halbwertzeit wurde TSH nur alle 2 Stunden entnommen. Alle

Parameter wurden mit speziellen Chemolumineszenz und Enzyme-immuno Essays

auf Autoanalysatoren bestimmt.

2.3.2.2 Polysomnographie

In den Untersuchungsnächten erfolgte die standardisierte polysomnographische

Ableitung mittels eines 14 Kanal Nihon Koden EEG Polysomnographen von 23.00

Uhr („Licht aus“) bis 7.00 Uhr („Licht an“). Im Einzelnen abgeleitet wurden zwei

Einzelkanal EEG-Elektroden (C3-A2; C4-A1), vier EOG- Elektroden (zwei horizontal

und zwei vertikal), zwei submental und zwei am M. tibialis anterior platzierte EMG-

Elektroden und EKG-Elektroden. Während der Adaptationsnacht erfolgte bei allen

Probanden ein Screening auf Apnoen und periodische Beinbewegungen. Hierzu

wurde den Probanden ein Dehnungsmessstreifen an Bauch und Brust, ein nasaler

Thermistor, Pulsoximeter und bilateral EMG-Elektroden an M. tibialis anterior ange-

bracht. Mehr als 5 Apnoen oder Hypopnoen pro Stunde oder mehr als 5 periodische

Beinbewegungen pro Stunde wurden als Ausschlusskriterium gewertet. Es wurden

die folgenden Filtereinstellungen verwendet:

EEG: Sensitivität 7 µV/mm, TC (Zeitkonstante) 0.3 s, HI (Hochfrequenzfilter) 70 Hz

EOG: Sensitivität 30 µV/mm, TC 2.0 s, HI 35 Hz

EMG: Sensitivität 5 µV/mm, TC 0.03 s, HI 500 Hz

Die Auswertung erfolgte computergestützt durch geschultes Personal nach den Krite-

rien von Rechtschaffen und Kales (1968). Das auswertende Personal war blind

gegenüber den Experimenten. Die Zuverlässigkeit dieser Mitarbeiter wird in zwei-

monatlichen Abständen überprüft. Die Konkordanz aller Schlafstadien beträgt 90-

95% für 5 auswertende Personen.

Es wurden die folgenden Schlafparameter bestimmt:

Schlafarchitektur Variablen:

4Einteilung der Schlafstadien (Wachzustand, Stadium 1-4, REM-Stadium): Prozen-

tuale Verteilung bezogen auf die Schlafperiode, Schlafzeit und Registrierzeit,

Minutenzahl der einzelnen Schlafstadien, zeitliche Zuordnung der Schlafstadien.

27

Variablen der Schlafkontinuität:

4Registrierzeit (time in bed, TIB): Zeitraum zwischen Anfang und Ende der

polysomnographischen Aufzeichnung.

4Gesamtschlafzeit (total sleep time, TST): Gesamtzeit in Minuten in den Schlafsta-

dien 1-4 und REM-Schlaf.

4Schlafeffizienz: Gesamtschlafzeit (TST) im Verhältnis zu Registrierzeit (TIB) in

Prozent.

4Dauer der Schlafperiode (sleep period time, SPT): Zeitraum zwischen dem

Einschlafen und dem zuletzt aufgetretenem Schlafstadium.

4Einschlaflatenz (sleep onset latency, SOL): Differenz von Beginn der Ableitung bis

zum ersten Auftreten des Schlafstadiums 2, dem Schlafbeginn.

4Anzahl von Weckreaktion (Arousals).

4Arousal-Index: Anzahl der Arousals bezogen auf die Gesamtschlafzeit.

4Anzahl der Wachperioden: mindestens eine Wachphase während der SPT

REM-Schlaf Variablen:

4REM-Latenz: Differenz zwischen erstem Auftreten von Schlafstadium 2 und erst-

maligen Auftreten von REM-Schlaf.

4korrigierte REM-Latenz: wird errechnet durch Subtraktion der Dauer von Wach-

phasen zwischen Schlafbeginn und erster REM-Phase von der REM-Latenz

4Dauer der ersten REM-Phase in Minuten

4Gesamtzahl der REM im Verlauf der Nacht

4Dichte der Augenbewegungen in der ersten REM-Phase in Prozent

4REM-Dichte: Prozentuales Verhältnis zwischen 3-Sekunden-Epochen mit Augen-

bewegungen und der gesamten Anzahl der 3-Sekunden-Epochen der REM-

Perioden.

28

2.3.2.3 Psychometrische Analysen

Um die Schlafqualität zu bestimmen, wurden die folgenden Fragebögen verwendet:

4der Pittsburger Schlaf Qualitäts Index (PSQI; Buysee et al. 1989)

Er dient der Beurteilung einer Beeinträchtigung des Schlafes durch

Erfassung der subjektiven Schlafqualität. Der PSQI besteht aus 19

Fragen zu den 7 Themengebieten Schlafeffizienz, subjektive Schlaf-

qualität, Schlafdauer, Schlafstörungen, Schlafmittelkonsum, Schlaf-

latenz sowie Tagesmüdigkeit. 5 der 19 Fragen werden von Partnern

oder Mitbewohnern beantwortet. Jeder der 7 Frageblöcke wird mit

Werten zwischen 0 (keine Schwierigkeit) und 3 (große Schwierigkeit)

bewertet. Werte von 0-5 gelten als unauffällig, Werte von 5-10 bedeu-

ten eine leichte Beeinträchtigung, Werte von 10-15 eine mäßige und

Werte von 15-21 eine schwere Beeinträchtigung des Schlafes.

Dieser Test wurde zum Ausschluss eventueller Schlafstörungen von

den Probanden einmalig vor Teilnahme an der Studie ausgefüllt. Das

Ergebnis jedes Probanden war kleiner als 5 Punkte (Mittelwert

3,5±1,26)

4der Schlaf-Fragebogen (SF-A; Görtelmeyer 1981)

Dieser Fragebogen dient dem Vergleich zwischen der durch die Poly-

somnographie objektivierten Güte und dem subjektiven Empfinden der

generellen Schlafqualität. Dem Probanden werden 22 Fragen über sein

Einschlafen, Durchschlafen, Aufwachen und die beeinflussenden und

störenden Faktoren in der Nacht und des vorherigen Tages gestellt. Die

Antworten werden in 5 Kategorien zusammengefasst: generelle Schlaf-

qualität, Gefühl des Erholtseins nach dem Schlaf, psychische Aus-

geglichenheit am Abend, psychische Erschöpftheit am Abend und

psychosomatische Symptome in der Schlafphase. Der Test wird pro

Kategorie mit Punktzahlen zwischen 1 und 5 bewertet. Ergebnisse von

1 Punkt sprechen für, 5 Punkte sprechen gegen eine Beeinträchtigung.

Der SF-A wurde von den Probanden im Anschluss an jede Nacht eine

halbe Stunde nach „Licht an“ um 7.30 Uhr ausgefüllt.

29

4Subjektive Befindlichkeitsskala (Bf-S; von Zerssen 1986)

Diese Selbstbeurteilungsskala dient der Erfassung des momentanen

subjektiven Empfindens. Sie besteht aus 28 Gegensatzpaaren von

Eigenschaftswörtern sowie der Antwortmöglichkeit „weder noch“; z.B.

frisch-matt-„weder noch“. Das positive Empfinden und eine fehlende

Antwort wird mit 0 Punkten, das negative Befinden mit 2 Punkten und

die „weder noch“ Bewertung mit 1 Punkt bewertet. Daraus ergeben sich

mögliche Ergebnisse zwischen 0 und 56 Punkten.

Bei Männern gelten Ergebnisse ab 16 Punkten als „fraglich erhöht“, ab

23 als „deutlich erhöht“ und ab 31 als „stark erhöht“.

Der Bf-S wurde von den Probanden in beiden Blöcken in der jeweils

ersten Nacht um 22.00 Uhr, in der jeweils dritten Nacht unmittelbar

nach der ersten Infusion (22.50 Uhr) sowie um 7.00 Uhr am darauf

folgenden Morgen ausgefüllt.

2.3.3 Statistische Auswertung

Zur mathematischen Darstellung der Ergebnisse wurden Mittelwert und Standardab-

weichung errechnet. Die statistische Auswertung der Vergleiche polysomnographi-

scher Parameter und psychischer Effekte zwischen SP-Infusion und NaCl-Kontroll-

infusion bei derselben Person wurde mittels T-Test für abhängige Stichproben durch

die Programme Excel und SPSS errechnet. Bei nicht normalverteilten Ergebnissen

wurde die Auswertung mittels Wilcoxon-Test (nicht-parametrischer Test) durchge-

führt. Zur Beurteilung der neuroendokrinen Messungen wurden „areas under the

curve“ (AUCs) als eine Summe aller Konzentrationen im ausgewählten Zeitintervall

(zwischen dem ersten und dem letzten Wert durch 2 geteilt) multipliziert mit dem

Abstand zwischen den Blutentnahmen (0.5 Stunden) bestimmt. Das Signifikanz-

niveau der Irrtumswahrscheinlichkeit (p) wurde für alle Berechnungen auf p<0.05

gesetzt.

30

Tabelle 3: Studienprotokoll.

Polysom-

nographie I

Polysom-

nographie II

Pacebo/Verum

Injektionen

Blutentnahme

SF-A

BFS

Nacht 1 X X X

Nacht 2 X X

Nacht 3 X X X X X

X

Nacht 4 X X

Nacht 5 X X

Nacht 6 X X X X X

X

Polysomographie I: EEG mit Überwachung der Atmung sowie der Arm- und Beinbewegungen; Polysomnographie II: EEG mit Überwachung der Atmung jedoch ohne Ableitung Arm- oder Bein-bewegungen; Placebo/Verum Injektionen waren aufgelöst in einem 0,9%NaCl- 200i.E. Heparin-Gemisch (Injektions-geschindigkeit 20ml/h); SF-A: Schlaf-Fragebogen, wurde am nächsten Morgen abgefragt; Bf-S: subjektive Befindlichkeitsskala, wurde abgefragt in der ersten und vierten Nacht um 22.00 Uhr sowie unmittelbar nach der ersten Infusion und am folgenden Morgen der dritten und sechsten Nacht

31

Abbildung 4: Studienprotokoll der Nächte mit Verum-/Placebo-Infusion.

Braunüle legen 19.0

Halbstündliche Blutentnahmen 21.0

1. 22.3

22.5

„Licht aus“ 23.0

2. Infusion 23.3

23.5

3. Infusion 0.30

0.50

4. Infusion 1.30

1.50

Ende der halbstündlichen Blutentnahmen 8.30

„Licht an“ und Ausfüllen des Bf-S 7.00

- währenddessen Fragebogen - danach Ausfüllen des Bf-S

3 Ergebnisse

Die wesentlichen Symptome, welche im Rahmen der SP-Infusion auftraten, sind ein

Anstieg der Pulsgeschwindigkeit, eine Erhöhung des systolischen Blutdruckes sowie

eine Rötung in Gesichts- und Nackenbereich.

3.1 Effekte von SP auf Befindlichkeit, Stimmung und Verhalten

Die intravenöse Gabe von SP hatte periphere Effekte: die auffälligsten Symptome

waren eine Rötung und Überwärmung (Flush) des Gesichtes in Verbindung mit

einem Pulsanstieg in den ersten 1-2 Minuten nach Beginn der SP-Infusion. Dies war

bei allen Probanden festzustellen. Dieser Flush wurde auf der Likert 10 Punkte Skala

im Mittel bei 7,1 ±1,5 eingeschätzt. Nach weiteren 5 Minuten verschwanden diese

Symptome bei fortgeführter Infusion. 10 bis 15 Minuten nach Beginn der Infusion

traten sie jedoch in wellenförmigen Schüben wieder auf, allerdings nicht mit der glei-

chen Intensität wie zu Anfang der Infusion.

Dieser Symptomkomplex aus Gesichts- und Nackenrötung und Pulsanstieg wurde

von den Probanden weitgehend gut toleriert. Zwei der Probanden gaben ein „körper-

liches Angstgefühl“ an. Hitzegefühl und Kopfschmerz wurden weniger häufig ange-

geben. Diarrhö trat nur bei einer Person auf. Ein anderer Proband klagte über

Stimmversagen, Zittern und Ohrensausen. Hinweise für eine Atemobstruktion fanden

sich bei keinem der Probanden.

Abbildung 5 zeigt die Mittelwerte mit Standardabweichung der Symptome, welche

während der ersten Infusion (22.30 – 22.50 Uhr), vor Beginn der Infusion, 2 Minuten

nach Infusionsbeginn und dann alle 5 Minuten durch den Prüfarzt (Gesichtsflush und

konjunktivale Injektion) bzw. den Probanden (alle übrigen Symptome) selbst be-

stimmt wurden. Dargestellt sind nur die Ergebnisse während der SP-Infusionen, da

die Placebo (NaCl 0.9%)-Infusion keine signifikanten Veränderungen der Parameter

verursachte.

33

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Durchfall

Bauch

Kopf

Herzklopfen

Hitzegefühl

Druckgefühl

Erwärmung

Tränenfluß

Konjunktivale Injektion

Hände

Arme

Hals

Gesicht

Schm

erze

n

Flus

h

Subj

ektiv

e Sy

mpt

ome

Likert-Skala

Abbildung 5: Intensität der Symptome während der ersten Injektion von SP. Ange-

geben sind Mittelwerte und Standardabweichung nach der Likert-Skala, anhand

derer die Ausprägung der Beschwerden eingeschätzt wurde. Keines dieser

Symptome wurde bei Placebo-Infusion berichtet.

34

Das subjektive Wohlbefinden wurde anhand der BF-S (Subjektive Befindlichkeits-

skala, siehe 2.3.2.3) bestimmt. Diese füllten die Probanden in der jeweils ersten

Nacht eines Blockes um 22.00 Uhr, in der jeweils dritten (Infusions-) Nacht kurz nach

der ersten Infusion sowie um 7.00 Uhr am darauf folgenden Morgen aus.

Während die Gabe von Placebo zu keiner signifikanten Veränderung des subjektiven

Wohlbefindens der Probanden führte (siehe Tabelle 4), zeigte sich durch SP-Gabe

eine Verschlechterung der Stimmung. Dies war sowohl unmittelbar nach der Infusion

als auch am darauf folgenden Morgen zu beobachten (siehe Tabelle 5). Der Normbe-

reich, der für die BF-S innerhalb von 5 bis 16 Punkten festgesetzt ist, wurde jedoch

nie verlassen.

Tabelle 4: Werte des BF-S ±SD des Placeboblocks (bei 9 Probanden). Daneben die

Ergebnisse des T-Tests für unabhängige gepaarte Stichproben innerhalb des Place-

boblocks. Weder unmittelbar nach der 1. Placebo-Infusion noch am Morgen nach

Placebo-Infusion zeigt sich ein signifikanter Unterschied in Bezug auf die Befindlich-

keit.

NaCl-Infusion BF-S

BF-S am 1. Abend 12,1±9,5

BF-S nach der 1. Infusion 10,5±6,1

T=0,523

(p=0,615)

BF-S am Morgen nach der Infusion 13,8±8,6

T=-0,507 (p=0,626)

35

Tabelle 5: Werte des BF-S ±SD des Verumblocks (bei 9 Probanden). Daneben die

Ergebnisse des T-Tests für unabhängige gepaarte Stichproben innerhalb des

Verumblocks. Unmittelbar nach SP-Infusion zeigt sich ein statistisch signifikanter

Unterschied in den Werten der BF-S (*).

SP-Infusion BF-S

BF-S am 1. Abend 8,3±4,2

BF-S nach der 1. Infusion 14,2±5,7

T=-3,247

(p=0,012*)

BF-S am Morgen nach der Infusion 15±8

T=-2,060 (p=0,073)

Bei genauer Betrachtung der einzelnen Symptome ist festzustellen, dass die Para-

meter aus dem depressiven Symptombereich (z.B. „erfolglos“, „schwermütig“ und

„unglücklich“) für die Signifikanz der veränderten BF-S Werte verantwortlich sind.

Depressive Symptome waren unmittelbar nach SP-Injektion signifikant gesteigert

(0.1 ±0.3 gegenüber 1.1 ±1.2, p=0.041) und auch am nächsten Morgen noch

signifikant erhöht (0.1 ±0.3 gegenüber 1.2 ±1.3, p=0,041).

Im Vergleich der BF-S-Ergebnisse beider Infusionsnächte miteinander zeigte

sich nach SP-Infusion eine signifikante Erhöhung depressiver Symptome die

gleichwohl niedrig waren (1.1 ±1.2 gegenüber 0.3 ±0.7, p=0,041).

Die Symptomkomplexe Müdigkeit und Agitation zeigten keine signifikanten Verände-

rungen durch SP-Infusion.

1 Wilcoxon-Test für abhängige Stichproben

36

3.2 Effekte von SP auf den Puls

Die Gabe von SP führte zu einer signifikanten Steigerung der Pulsrate, nicht jedoch

die Infusion von Placebo.

Vor Placebo-Infusion war eine mittlere Pulsrate von 61,8 ±7,8 x min-1 (n=10) zu

messen. Während der Placebo-Infusion stieg die mittlere Pulsrate auf 63,1 ±10,8 x

min-1, dieser Unterschied ist nicht signifikant. Abbildung 7 stellt die mittlere Pulsrate ±

Standartabweichung zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Placeboinfusion

dar.

Vor Beginn der Verum-Infusion lag die mittlere Pulsrate bei 60,0 ±12,2 x min-1

(n=10). Während der SP-Infusion (2 Minuten nach Beginn) stieg der mittlere Puls auf

90,1 ±10,24 x min-1. Dieser Unterschied ist hochsignifikant (p<0,001). Im Anschluss

an dieses Pulsmaximum fiel die Pulsrate 5 Minuten nach Infusionsbeginn auf 75

±11,2 x min-1 , nach 10 Minuten lag sie bei 75,3 ±13,15 x min-1, nach 15 Minuten bei

75,9 ±7,3 x min-1 und 20 Minuten nach Beginn der Infusion fiel die mittlere Pulsrate

dann auf 61,1 ±11,11 x min-1 (Abbildung 8). Ein typischer Pulsverlauf eines

Probanden ist in Abbildung 6 dargestellt. Alle Abbildungen der Pulswerte der

einzelnen Probanden finden sich im Anhang.

Proband 12

64

83

102

66

9485

70

0

20

40

60

80

100

120

vor I

nfusio

n

Begin

n

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Abbildung 6: Typischer Pulsverlauf eines Probanden (12) vor und während der SP-

Injektion.

37

0

20

40

60

80

100

120

vor In

fusion

Infus

ionsb

eginn

nach

2 min

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Abbildung 7: Mittelwerte der Pulsverläufe vor und während der Placebo-Injektionen

(± Standardabweichung). Nach Placebo-Infusion zeigt sich kein signifikanter Puls-

anstieg.

0

20

40

60

80

100

120

vor Infusio

nBeg inn

nach 2 min.

nach 5 min.

nach 10 min.

nach 15 min.

nach 20 m

in.

Puls

Abbildung 8: Mittelwerte der Pulsverläufe vor und während der SP-Injektionen

(± Standardabweichung). Nach SP-Infusion zeigt sich ein signifikanter Pulsanstieg.

38

3.3 Effekte von SP auf den Blutdruck

Der systolische Blutdruck stieg signifikant durch die Infusion von SP. Der diastolische

Blutdruck veränderte sich nicht signifikant gegenüber der Placebo-Infusion.

Bei den Probanden (n=10) wurde vor Placebo-Infusion ein mittlerer systolischer Blut-

druck von 121,5 ±9,7 mmHg gemessen, vor Verum-Infusion betrug dieser Wert im

Mittel 125,7 ±9,0 mmHg (kein signifikanter Unterschied). Die Infusion von NaCl führte

zu einem Anstieg des systolischen Blutdrucks auf 130 ±8,7 mmHg. Im Verlauf der

Verum Infusion stieg der systolische Blutdruck auf 138,0 ±10,6 mmHg. Dieser Unter-

schied ist mit p<0,05 signifikant.

Vor der NaCl-Infusion wurde ein mittlerer diastolischer Blutdruck von 74,7

±9,1 mmHg gemessen. Vor SP-Infusion betrug dieser Wert 68,2 ±5,9 mmHg (kein

signifikanter Unterschied). Während der Placebo-Infusion fiel der Wert des mittleren

diastolischen Blutdrucks auf 73,8 ±6,0 ab (kein signifikanter Unterschied). Im Verlauf

der Verum-Infusion fiel dieser Wert ab auf 63,4 ±7,6 (kein signifikanter Unterschied).

Ein Vergleich der beiden Messergebnisse für den diastolischen Blutdruck während

Pacebo- und Verum-Infusion ergibt keinen signifikanten Unterschied.

In Abbildung 9 sind die Werte des systolischen und diastolischen Blutdruck zu ver-

schiedenen Zeitpunkten während der Infusion von SP graphisch dargestellt.

39

0

20

40

60

80

100

120

140

160

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Blu

tdru

ck (m

mH

g)

systolischdiastolisch

Abbildung 9: Mittelwerte der Blutdruckverläufe vor und während der SP-Injektion

(± Standardabweichung). Der systolische Blutdruck stieg signifikant durch die Infu-

sion von SP. Der diastolische Blutdruck veränderte sich nicht signifikant gegenüber

der Placebo-Infusion.

3.4 Effekte von SP auf subjektive Schlafparameter

Der Schlaf wurde mittels Skalen zur Einschätzung der Schlafqualität (SF-A) subjektiv

bewertet. Der SF-A wurde von den Probanden im Anschluss an jede Nacht um 7.30

Uhr ausgefüllt. Ergebnisse von 1 Punkt sprechen für, 5 Punkte sprechen gegen eine

Beeinträchtigung.

Innerhalb des Placebo-Blockes zeigte die Infusion von NaCl keine signifikanten Ver-

änderungen der SF-A Ergebnisse.

Bei Vergleich der SF-A-Werte innerhalb des Verum-Infusions-Blockes fällt eine signi-

fikant verminderte Schlafqualität auf (p=0,002). Im Anschluss an die Verum-Nacht

werden ferner psychosomatische Symptome während der Schlafphase signifikant

häufiger beklagt (p=0,004).

40

Vergleicht man nun die beiden Challenge-Nächte miteinander, fand sich eine signifi-

kante Abnahme der im SF-A bestimmten subjektiven Schlafqualität (3.3 ±0.7 in der

NaCl-Infusions-Nacht gegenüber 2.7 ±0.5 in der SP-Infusions-Nacht; p=0,017).

Ferner wurde ein signifikanter Anstieg „psychosomatischer Beschwerden“ während

der Schlafphase nach der Infusion von SP beobachtet (1.6 ±0.6 in der NaCl-

Infusions-Nacht gegenüber 1.9 ±0.5 in der SP-Infusions-Nacht; p=0,024).

Die übrigen Testparameter des SF-A Fragebogens erbrachten zwar keine signifi-

kanten Unterschiede zwischen den beiden Untersuchungsblocks, jedoch zeigt sich

eine tendenziell verminderte psychische Ausgeglichenheit am Abend der Verum-

Infusion sowie ein vermindertes Gefühl des Erholtseins.

Tabelle 6 zeigt die Gegenüberstellung der beiden Challenge-Nächte mit

Signifikanzen.

41

Tabelle 6: Ergebnisse der SF-A-Fragebögen der Placebo- und der Verum-

Infusionsnächte mit Signifikanzen des Vergleiches beider Blöcke miteinander (T-Test

für gepaarte Stichproben). Es zeigten sich signifikante Unterschiede hinsichtlich der

Schlafqualität und der psychosomatischen Symptome der Schlafphase (*).

Testparameter

NaCl-Infusion

Mittelwert±SD

SP-Infusion

Mittelwert±SD n T P

Schlafqualität 3,3±0,7 2,7±0,5 7 3,273 0,017*

Gefühl des Erholtseins 3,23±0,7 3,0±0,8 7 1,158 0,291

Psychische Ausgeglichenheit

am Abend 3,9±0,5 3,5±0,9 7 1,911 0,105

Psychische Erschöpftheit am

Abend 2,7±0,7 2,6±0,56 7 0,341 0,744

Psychosomatische Symptome der Schlafphase 1,6±0,6 1,9±0,5 8 -2,876 0,024*

Ergebnisse von 1 Punkt sprechen für, 5 Punkte sprechen gegen eine Beeinträchtigung.

Um zu erfassen, wie groß die Unterschiede der SF-A-Ergebnisse sind, die allein

durch die veränderten Bedingungen in der Challenge-Nacht (z.B. venöser Zugang)

verursacht wurden, haben wir die Mittelwerte dieser Nacht mit denen der Baseline-

Nacht innerhalb eines Untersuchungsblockes verglichen. Innerhalb des Placebo-

blockes zeigten sich keine statistisch signifikant veränderten Parameter. Die

subjektive Schlafqualität ist jedoch leicht verringert: Sie beträgt in der Baseline-Nacht

3,65 ±0,6 und in der Challenge-Nacht 3,33 ±0,6 (p=0,153, nicht signifikant).

Innerhalb des Verumblockes zeigten sich signifikante Unterschiede. Die subjektive

Schlafqualität ist in der Infusions-Nacht verringert (p=0,02) und die psychosomati-

42

schen Symptome innerhalb der Schlafphase vermehrt (p=0,004). Es zeigt sich, dass

die psychische Ausgeglichenheit am Abend der Challenge-Nacht signifikant verbes-

sert ist (p=0,04). Die Ergebnisse dieser Auswertung zeigt Tabelle 7.

Tabelle 7: Verumblock. Ergebnisse der SF-A-Fragebögen der Baseline-Nacht und

der Verum-Infusions-Nacht mit Signifikanzen (T-Test für gepaarte Stichproben).

Testparameter

Baseline-Nacht Mittel-

wert±SD

SP-Infusion

Mittelwert±SD N T P

Schlafqualität 3,55±0,5 2,52±0,5 8 4,882 0,02*

Gefühl des Erholtseins 3,4±0,8 2,94±0,74 8 2,207 0,063


am Abend 4,0±0,6 3,33±1 8 2,515 0,040*


Abend 2,85±0,5 2,7±0,5 8 1,414 0,200

Psychosomatische Symptome der Schlafphase 1,35±0,3 2,0±0,6 9 -4,004 0,004*


Um mögliche Veränderungen der subjektiven Schlafqualität, welche auch ohne

Infusion von Placebo/SP zwischen den Untersuchungsblöcken bestanden haben

könnten, zu entdecken, verglichen wir die Testergebnisse der beiden Baseline-

Nächte miteinander. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Am

deutlichsten verändert waren die psychosomatischen Symptome der Schlafphase.

Sie waren mit einer Signifikanz von p=0,088 in der Baseline-Nacht des Placebo-

blockes erhöht. Die Ergebnisse dieser Auswertung finden sich in Tabelle 8.

43

Tabelle 8: Baseline-Nacht Ergebnisse der SF-A-Fragebögen der Verum- und der

Placebo-Infusions-Nacht mit Signifikanzen (T-Test für gepaarte Stichproben). Es

fanden sich keine signifikanten Unterschiede.


Testparameter

Baseline-Nacht Placebo

Mittelwert±SD

Baseline-Nacht Verum

Mittelwert±SD N T Signifikanz

Schlafqualität 3,51±0,7 3,5±0,5 9 0,222 0,830

Gefühl des Erholtseins 3,3±0,8 3,5±0,7 9 -0,802 0,446


am Abend 3,9±0,6 3,8±0,6 9 0,426 0,681


Abend 2,4±0,6 2,8±0,6 9 -1,235 0,252

Psychosomatische Symptome der Schlafphase 1,5±0,3 1,3±0,3 9 1,941 0,88

44

3.5 Effekte von SP auf objektive Schlafparameter

Bei Betrachtung der objektiven, polysomnographisch ausgewerteten Schlaf-

parameter zeigte sich eine signifikant verlängerte REM-Latenz (und korrigierte REM-

Latenz) in der Challenge-Nacht des Verumblockes. Die übrigen Schlafparameter

wiesen keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Untersuchungsblocks

auf. Tabelle 9 zeigt die Werte der wichtigsten polysomnographischen Parameter

(über die gesamte Nacht betrachtet).

45

Tabelle 9: Schlafparameter während der gesamten SP- und NaCl-Infusions-Nacht.

Nach SP-Infusion ist die REM-Latenz und korrigierte REM-Latenz signifikant verlän-

gert gegenüber Placebo-Infusion (siehe *, T-Test für gepaarte Stichproben, n=10).

Schlafparameter

NaCl-Infusion

SP-Infusion

T

P

Gesamtschlafzeit (TST, min.) 414 ±36 403 ±51 0,728 0,485

Wachanteil an Schlafperiode (%)

6.7 ±6.2

10.1 ±8.6

-1,681

0,127

Schlafeffizienz (%)

86 ±8 84 ±11 0,742 0,477

Einschlaflatenz (SOL, min.)

34 ±28

30 ±17

0,364

0,725

REM-Latenz (min.)

69 ±27

113 ±50

-2,566

0,030*

Korr. REM-Latenz (min.)

66 ±24

85 ±27

-3,350

0,009*

Anteil S1 an Schlafperiode (%)

7.6 ±4.6

8.4 ±3.8

-0,938

0,373

Anteil Schlafstadium 2 an Schlafperiode (%)

55.1 ±8.5

52.3 ±8.8

1,339

0,213

Anteil Schlafstadium 3 und 4 an

Schlafperiode (%)

9.1 ±6.2

7.9 ±6.0

1,795

0,106

Anteil REM-Schlaf

an Schlafperiode (%)

21.0 ±5.2

20.8 ±4.4

0,144

0,889

Anzahl der Wachperioden (Arousals) 18.7 ±11.6 24.8 ±9.9 -1,609 0,142

Dauer der ersten REM-Phase (min.) 10.4 ±4.8 17.0 ±12.3 -1,561 0,153

Gesamtanzahl der Augenbewegungen

406 ±159

378 ±114

0,632

0,543

REM-Dichte (%)

22 ±8

21 ±5

0,802

0,443

TST: total sleeping time = Gesamtschlafzeit – Wachzeit

46

In den untenstehenden Abbildungen 10 bis 19 werden die Einzelwerte der

Probanden sowie die Mittelwerte aus Tabelle 9 graphisch dargestellt. Die mittels T-

Test für abhängige Stichproben errechneten Signifikanzen (p) sind in die

Abbildungen eingefügt. Statistisch signifikante Testergebnisse sind fett gedruckt.

Veränderung derGesamtschlafzeit (TST)

von Placebo zu Verum-Nachtbei 10 Probanden

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

Min

uten

Placebo Substanz P

Mittelwert

p=0,485

Abbildung 10: Gesamtschlafzeit in Minuten der Placebo- und der Verum-Infusions-

Nacht mit Signifikanzen (errechnet mittels T-Test für abhängige Stichproben).

47

Veränderung der REM-Dichte


0

5

10

15

20

25

30

35

Placebo Substanz P

Mittelwert

%

p=0,443

Abbildung 11: REM-Dichte in Prozent der Placebo- und der Verum-Infusions-Nacht

mit Signifikanzen (errechnet mittels T-Test für abhängige Stichproben).

48

Veränderung der REM-Latenz


0

50

100

150

200

250

Min

uten

Placebo Substanz P

Mittelwert

p=0,030

Abbildung 12: REM-Latenz in Minuten der Placebo- und der Verum-Infusions-Nacht


Veränderung der korrigierten REM-Latenz


0

20

40

60

80

100

120

140

160

Min

uten

Placebo Substanz P

Mittelwert

p=0,009

Abbildung 13: Korrigierte REM-Latenz in Minuten der Placebo- und der Verum-

Infusions-Nacht mit Signifikanzen (errechnet mittels T-Test für abhängige

Stichproben).

49

Veränderung des REM- Schlafanteils an der Schlafperiode


0

5

10

15

20

25

30

Placebo Substanz P

Mittelwert

%

p=0,889

Abbildung 14

Veränderung des Stadium 1 Schlafanteils an der Schlafperiode


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Placebo Substanz P

Mittelwert%

p=0,373

Abbildung 15

50

Veränderung des Stadium 2 Schlafanteils an der Schlafperiode


30

35

40

45

50

55

60

65

70

Placebo Substanz P

Mittelwert

%

p=0,213

Abbildung 16

Veränderung des Stadium 3 und 4 Schlafanteils an der

Schlafperiode von Placebo zu Verum-Nacht

bei 10 Probanden

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Placebo Substanz P

Mittelwert%

p=0,106

Abbildung 14-17: Anteile von REM-Schlaf sowie von Schlafstadium 1-4 an der

Schlafperiode (in Prozent) der Placebo- und der Verum-Infusions-Nacht mit

Signifikanzen (errechnet mittels T-Test für abhängige Stichproben).

51

Veränderung des Wachanteils an der Schlafperiode


0

5

10

15

20

25

30

Placebo Substanz P

Mittelwert

%

p=0,127

Abbildung 18: Wachanteil in Prozent der Placebo- und der Verum-Infusions-Nacht


Veränderung der Anzahl der Arousals


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Placebo Substanz P

Mittelwert

p=0,142

Abbildung 19: Anzahl der Arousals in der Placebo- und der Verum-Infusions-Nacht


52

Da SP nur in der ersten Nachthälfte gegeben wurde, überprüften wir ein Auftreten

von SP-Effekten auf den Schlaf auch anhand einer vergleichenden Untersuchung

beider Nachthälften. Als die erste Nachthälfte wird dabei der Zeitraum von 23.00

(Beginn der polysomnographischen Aufzeichnung) bis 2.00 Uhr betrachtet, die

zweite Nachthälfte endet mit dem Abschluss der polysomnographischen Aufzeich-

nung um 7.00 Uhr (siehe Tabelle 10 und 11).

Die Analyse zeigte einen signifikanten Anstieg von Stadium 1-Schlaf in der ersten

Nachthälfte (8,0 ±4,6% in der Verum- gegenüber 5,9 ±4,5% in der NaCl-Infusions-

Nacht) sowie eine signifikante Verringerung der REM-Dichte in der zweiten Nacht-

hälfte (19,3 ±5,4% in der SP- gegenüber 24,2 ±2,5% in der Placebo-Infusions-Nacht).

Um herauszufinden ob SP einen Weckeffekt hat, errechneten wir ebenfalls die

Wachzeit während der drei SP-Infusionen in der Nacht. Sie zeigte sich als signifikant

verlängert gegenüber der Wachzeit während der drei nächtlichen Placebo-Infusionen

(29,3 ±29,0 in der Verum- gegenüber 10,5 ±13,9 Minuten in der Placebo-Infusions-

Nacht; p=0,006; T=-3,664; n=10). Die Wachzeit zwischen den Infusionen ist nicht

signifikant größer während der SP-Infusionen (24,3 ±18,9 Min. bei Placebo-

gegenüber 29,1 ±16,8 in der Verum-Infusions-Nacht; p=0,958; T= 0,054; n=9).

Wenn man die erste Nachhälfte von 23.00 bis 2.00 Uhr betrachtet, ist der Unter-

schied in der Dauer der Wachzeit in Minuten nicht signifikant (63,6 ±43,6 Min. in der

Verum- gegenüber 34,8 ±31,3 in der Placebo-Nacht; p=0,07; T=2,071; n=8). Auch

der Unterschied in der prozentualen Wachzeit während dieser ersten Nachthälfte ist

nicht signifikant (35,4 ±24,2% in der Verum- gegenüber 19,3 ±17,4 in der Placebo-

Nacht; p=0,07; T=2,071; n=8)

Die Anzahl der Wachperioden sowie der prozentuale Anteil der Wachphasen an der

Gesamtschlafzeit (total sleep time, TST) waren ebenfalls nicht signifikant unter-

schiedlich (siehe Tabelle 10).

53

Tabelle 10: Schlafparameter während der ersten Nachthälfte der SP- und NaCl-

Infusions-Nacht (23.-02.00 Uhr) (T-Test für gepaarte Stichproben, n=10).

Schlafparameter

NaCl-Infusion

SP-Infusion

T

p

Gesamtschlafzeit (TST, min.)

13,6 ±5,4

13,0 ±5,6

0,373

0,718


6.5 ±8,4

15,5 ±16,6

-1,765

0,11

Schlafeffizienz (%)

93,4 ±8,4

84,5 ±16,7

1,759

0,112


5,9 ±4,5

8,0 ±4,6

-2,336

0,044*


57,9 ±11,7

50,6 ±15,2

1,531

0,16

Anteil Schlafstadium 3 und 4 an Schlafperiode (%)

15,7 ±10,1

12,5 ±8,9

2,095

0,066

Anteil REM-Schlaf


13,6 ±5,4

13,0 ±5,6

0,373

0,718

Anzahl der Wachperioden

(Arousals)

14,3 ±5

15,5 ±3,7

-0,648

0,533


107,7 ±78,4

132,2 ±77,4

-0,811

0,438

REM-Dichte (%)

17,1 ±7,5

23,8 ±11,2

-2,060

0,07

54

Tabelle 11: Schlafparameter während der zweiten Nachthälfte der SP- und NaCl-

Infusions-Nacht (02.-07.00 Uhr) (T-Test für gepaarte Stichproben, n=10).

Schlafparameter

NaCl-Infusion

SP-Infusion

T

p

Gesamtschlafzeit (TST, min.)

206,3 ±19,7

212,4 ±12,1

-0,801

0,444


7 ±7,5

4,9 ±2,5

0,824

0,431

Schlafeffizienz (%)

93 ±7,5

95,1 ±2,5

-0,833

0,426


9,4 ±5,14

8,7 ±3,5

0,483

0,641


52,3 ±9,9

54,1 ±7,9

-0,436

0,673

Anteil Schlafstadium 3 und 4 an Schlafperiode (%)

2,6 ±3,9

3,4 ±3,8

-1,357

0,208

Anteil REM-Schlaf


28,3 ±5,8

28,5 ±7,1

-0,080

0,938

Anzahl der Wachperioden

(Arousals)

13 ±5,6

16,2 ±6,6

-1,488

0,171


298 ±104,5

247 ±88,3

2,205

0,055

REM-Dichte (%)

24,2 ±8,5

19,4 ±5,4

2,513

0,033*

55

3.6 Einfluss von Substanz P auf den Schlaf am Beispiel eines Probanden

Die untenstehenden Abbildungen zeigen exemplarisch die Polysomnographien

(PSG) eines Probanden von beiden Infusionsnächten. Abbildung 20 zeigt die PSG

von Proband 6 in der Placebo-Infusions-Nacht, Abbildung 21 zeigt die PSG dessel-

ben Probanden während der Verum-Infusions-Nacht. Beide Abbildungen enthalten

zudem den parallelen Pulsverlauf beider Nächte.

In Abbildung 20 ist ein gleichmäßiger Pulsverlauf zu erkennen. Pulsanstiege

während der Placebo-Infusionen bleiben aus. Im Gegensatz dazu findet sich

synchron zu den SP-Infusionen eine deutliche Veränderung des Pulses. Kurz nach

Beginn der Infusion erreicht der Puls sein Maximum, um dann wieder abzufallen und

im Verlauf der Infusion wellenförmig wieder anzusteigen, ohne jedoch die gleichen

Werte wie zu Beginn der Infusion zu erreichen. Zwischen den Infusionen nähert sich

der Puls seinem Ruhewert an. Des weiteren befindet sich dieser Proband während

den Placebo-Infusionen im REM-Schlaf, wohingegen er im Verlauf der SP-Infusion

vermehrt wach ist.

Weitere Unterschiede der Schlafarchitektur zwischen der Placebo- und der Verum-

Infusions-Nacht wurden in Kapitel 3.4 anhand der Mittelwerte der Schlafparameter

aller Probanden besprochen.

56

= Placebo Infusionen

Abbildung 20: Schlaf EEG mit Pulsverlauf von Proband 6 in der Placebo Infusionsnacht.

BPM: Puls (Beats per Minute); Arousal: Aufwachen; REM, Stadium 1-4: Schlafstadien

57

= SP-Infusion

Abbildung 21: Schlaf EEG mit Pulsverlauf von Prodand 6 in der SP Infusionsnacht.

BPM: Puls (Beats per Minute); Arousal: Aufwachen; REM, Stadium 1-4: Schlafstadien

4 Diskussion

In dieser Studie wurden erstmals die Effekte infundierter SP auf Schlafparameter bei

gesunden jungen Männern untersucht. Die Hauptaufgabe war, die durch SP hervor-

gerufenen Veränderungen von Schlafparametern darzustellen. Ferner waren für uns

die Folgen der SP-Infusion auf die Stimmung der Versuchspersonen von Interesse.

Es wird vermutet, dass SP bei der Pathogenese der Depression beteiligt ist. Ziel

dieser Arbeit war es, die durch SP hervorgerufenen Veränderungen von Schlafpara-

metern mit den Schlafprofilen von Depressiven zu vergleichen.

Die Studie konnte zeigen, dass die Infusion von SP bei jungen gesunden Männern

zu einer signifikanten Verschlechterung der Stimmung, einer signifikanten Verlänge-

rung der REM-Latenz, der Wachzeit während der SP-Infusionen sowie des Anteils an

Stadium 1-Schlaf in der ersten Nachthälfte führt. Ferner führt die Gabe von SP zu

einer signifikanten Verringerung der REM-Dichte in der zweiten Nachthälfte.

4.1 Versuchsprotokoll

Das von uns gewählte Versuchsprotokoll umfasst die viermalige SP-Infusion über

einen Zeitraum von jeweils 20 Minuten. Wir bevorzugten diese Intervallgabe gegen-

über einer Dauerinfusion, da frühere Studien, welche den Effekt von Neuropeptiden

auf den Schlaf untersuchten (siehe Kapitel 4.4), gezeigt haben, dass eine konstante

Infusion dieser Substanzen geringere Effekte auf das Schlaf-EEG hatte und einige

nach pulsatiler Gabe beobachtete Veränderungen nicht auftraten (Steiger und

Holsboer, 1997).

Schaffalitzky et al. berichten in einer 1986 veröffentlichten Studie über verwendete

Dosen von 0,5 bis hin zu 16 pmol/kg KG/min. In dieser Studie konnte gezeigt

werden, dass der Anstieg der SP-Konzentration im Plasma linear mit der verab-

reichten Dosis korreliert ist und ab einer Konzentration von 1,5 pmol/kg KG/min

exogener SP menschliche Normalwerte im Plasma erreicht werden. Die Intensität

einer nach der Infusion auftretenden Hautrötung vergrößert sich mit der Menge der

infundierten SP. Er beschreibt, dass eine Rötung von Gesicht und Nacken 1-2

59

Minuten nach dem Start der Infusion auftrat, diese Symptome nach 5-10 Minuten bei

konstanter Infusionsrate jedoch wieder verschwanden. Höhere Dosen führten zu

einer Ausdehnung der Symptome im Sinne einer zusätzlichen Rötung von Armen

und Händen, konjunktivaler Injektion, Lakrimation und Palpitationen. Das transiente

Auftreten dieser Nebenwirkungen (1-2 Minuten nach Infusionsbeginn und Rückgang

während der Infusion) wird auch in anderen, früheren Studien beschrieben (Liljedahl

et al. 1958, Dunér et al. 1960). Es werden keine Fälle von Diarrhö oder abdominaler

Koliken beschrieben. Es traten auch bei der maximalen Dosis von 16 pmol/kg

KG/min keine signifikanten Veränderungen von Blutdruck oder Puls auf.

Ebenso beschreibt Coiro et al. (1991, 1992a, 1993), dass bei einer infundierten Dosis

von 1,0-1,5 pmol/kg KG/min über einen Zeitraum von 60 Minuten keine vegetativen

Nebenwirkungen auftraten (Coiro et al. 1992a). Jedoch traten nach diesen Infusionen

signifikante Veränderungen einiger Hormonparameter, wie zum Beispiel ein Anstieg

der ACTH- und Cortisol-Plasmalevel auf (Coiro et al. 1992b).

An den oben genannten Studienergebnissen orientiert, infundierten wir in der

vorliegenden Studie SP in einer Konzentration von 3 pmol/kg KG/min über 20

Minuten. Diese Konzentration wurde von den Probanden gut toleriert. Die aufgetre-

tenen Nebenwirkungen entsprachen in Art und Intensität denen der vorherigen

Studien.

4.2 Effekte von SP auf Schlafparameter

In dieser Studie wurden erstmalig die Folgen einer SP-Infusion auf Schlafparameter

untersucht.

Von allen über die gesamte Nacht betrachteten Schlafparameter zeigte sich die

REM-Latenz signifikant erhöht. Bei getrennter Betrachtung der Nachthälften findet

sich ein signifikant vermehrter Anteil von Stadium 1-Schlaf in der ersten Nachthälfte

und eine erniedrigte REM-Dichte in der zweiten Nachthälfte.

Diese Art des Einflusses von SP auf die Schlafparameter steht im Gegensatz zu der

von uns postulierten Hypothese, dass SP zu einer der Depression gleichsinnigen

Veränderung der Schlafparameter führt.

60

Die REM-Latenz ist ein sehr sensibler Schlafparameter, welcher durch unspezifische

Stressoren leicht beeinflusst werden kann (Lauer et al. 1987). Daher können wir nicht

ausschließen, dass die beobachtete Verlängerung der REM-Latenz durch SP

bedingte Störungen auf die Befindlichkeit des Probanden verursacht wurde. Eine

dieser Störungen könnte der zu den SP-Infusionen simultane Anstieg der Pulsfre-

quenz sein. Dieser könnte ebenfalls die Erhöhung des Anteils an Stadium 1-Schlaf in

der ersten Nachthälfte, sowie die vermehrte Wachzeit während der SP-Gaben

bedingt haben. Um diese Frage zu klären, wären Vergleichsanalysen verschiedener

SP-Fragmente, welche die für die Tachykinin-artigen Effekte verantwortliche Domäne

tragen bzw. nicht tragen, notwendig.

4.3 Effekte von SP auf psychometrische Parameter

Die Auswirkungen der SP-Infusionen auf die Stimmung der Probanden wurden

unmittelbar im Anschluss an die Infusionen bestimmt. SP führte nicht zu klinisch

relevanten Symptomen wie depressiven Zuständen oder Panikattacken, jedoch

bedingte sie eine signifikante Verschlechterung der Stimmung der Probanden. Die

Signifikanz dieses Ergebnisses wurde vornehmlich durch Parameter aus dem

depressiven Formenkreis bedingt (Gefühl des Unglücklichseins, Melancholie,

Depression), nicht durch Symptome, welche Müdigkeit oder Agitation beschreiben.

Weitere Studien sollten die Effekte von SP auf Angst und Depression bei Gabe mit

geringeren Dosen, welche keine merklichen Nebenwirkungen verursachen, in

längeren Applikationsintervallen, sowie bei Patienten, die an Depression oder Angst-

störungen erkrankt sind, untersuchen.

4.4 Effekte anderer Neuropeptide auf den Schlaf

Neuropeptide wie z.B. SP haben in ihrer Wirkung als Neuromodulatoren und

Neurotransmitter im ZNS Anteil an der Regulation verschiedener Gehirnfunktionen,

so auch an der Regulation des Schlafes. Weitere Mitglieder dieser Gruppe sollen hier

näher besprochen werden, um die in unserer Studie erstmalig untersuchten Auswir-

61

kungen infundierter SP auf den Schlaf gesunder Männer vergleichend betrachten zu

können.

Von dieser Gruppe werden Corticotropin releasing hormone (CRH), Growth hormone

releasing hormone (GHRH), Arginin vasopressin (AVP), Neuropeptid Y (NPY),

Thyreotropin-releasing hormone (TRH), Cholezystokinin und Vasoaktives intestinales

Polypeptid (VIP) im Folgenden besprochen und deren Auswirkungen auf den Schlaf

anschließend tabellarisch dargestellt (siehe Tabelle 13).

4.4.1 Corticotropin releasing hormone (CRH)

CRH wird im Nucleus paraventricularis des Hypothalamus gebildet und stimuliert im

Hypophysenvorderlappen die Synthese und Freisetzung von ACTH sowie die Aus-

schüttung von β-Endorphin. Durch die Freisetzung von ACTH wird die Nebennieren-

rinde zur Cortisol-Sekretion stimuliert. CRH spielt somit die Schlüsselrolle in der

Regulierung des hypothalamischen hypophysären adrenokortikalen Systems (engl.

Hypothalamic-pituitary-adrenocotical system, HPA). CRH scheint über die Erhöhung

der Cortisol-Sekretion schlafstörende Effekte zu haben. Die pulsatile Infusion von

CRH in einer Dosis von 4 x 50 µg jeweils zur vollen Stunde zwischen 22.00 und

01.00 Uhr führt zu einer Verringerung von slow wave sleep (SWS) in der zweiten

Nachthälfte, zu einer Verminderung des REM-Schlafes während der gesamten

Nacht, zu einer Verminderung der Schlafeffizienz (Steiger et al. 1997) und zu einer

Steigerung des Anteils von Stadium 1- und 2-Schlaf (Tsuchiyama et al. 1995) (siehe

auch 4.4.9, Tabellarische Darstellung).

Diese Effekte zeigten sich jedoch nicht bei einer kontinuierlichen Gabe von CRH in

einer zur Intervallgabe äquivalenten Dosis. Ebenso wenig konnte nach einer Gabe

des Hormons am Tag eine Veränderung der nächtlichen Schlafarchitektur gemessen

werden (Kellner et al. 1997).

Wie in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden konnte, führt die Infusion von SP

ebenfalls zu einer Steigerung des Anteils von Stadium 1-Schlaf. Stadium 2-Schlaf

bleibt jedoch unbeeinflusst. Ebenso wie bei der Gabe von CRH nimmt bei SP-Infu-

sion die REM-Schlaf Dichte ab.

62

4.4.2 Adrenocorticotropes Hormon (ACTH)

Die konstante Infusion von ACTH über acht Stunden in einer Dosis von 350 µg führte

bei den gesunden männlichen Probanden zu einer deutlichen Verminderung des

REM-Schlafes (Gillin et al. 1974). Die Autoren nehmen an, dass diese Effekte durch

die ACTH-bedingte Steigerung der Cortisol-Sekretion entstehen.

Dieser Effekt von ACTH auf den REM-Schlaf korreliert mit der durch SP-Infusion

bedingten Reduktion der REM-Dichte in der 2. Nachthälfte. Die übrigen durch SP

hervorgerufenen Veränderungen des Schlafes werden bei ACTH-Gabe nicht beo-

bachtet (siehe auch 4.4.9, Tabellarische Darstellung).

4.4.3 Arginin vasopressin (AVP)

AVP ist ein Peptid, welches neben der Regulierung von ZNS-Funktionen an der

Steuerung der peripheren Hormonsekretion und der Salz- und Wasser-Homöostase

beteiligt ist. In der Aktivierung des HPA dient es als Co-Faktor von CRH (Rinaman et

al. 1995).

Eine intranasale Applikation von AVP führte bei jungen, gesunden Männern zu einer

geringen, jedoch signifikanten Steigerung von Stadium 2-Schlaf, wohingegen SWS

und REM-Schlaf vermindert wurden (Timsit-Berthier et al. 1982). Die kontinuierliche

intravenöse Gabe bewirkte bei jungen Männern eine Unterdrückung des REM-

Schlafes (Born et al. 1992). Jedoch führte die subchronische, intranasale Gabe von

AVP bei älteren Versuchspersonen mit einer verlängerten Schlafdauer, einer länge-

ren SWS-Phase und einer in der zweiten Nachthälfte verlängerten REM-Schlafperi-

ode zu einer Verbesserung des Schlafes. Diese unterschiedlichen Folgen einer AVP-

Gabe werden durch ein altersbezogenes AVP-Defizit im Nucleus suprachiasmaticus

erklärt.

Wie in Tabelle 4.4.9 gezeigt, sinkt bei pulsatiler SP-Gabe in der zweiten Nachthälfte

ebenfalls die REM-Dichte, die REM-Latenz steigt. Der Stadium 1-Schlaf ist bei SP-

Infusion vermehrt, wohingegen der Stadium 2-Schlaf nicht signifikant verändert wird.

63

4.4.4 Wachstumshormon (GH) und Growth hormone releasing hormone

(GHRH)

Bei Menschen ist die Ausschüttung von Wachstumshormon (engl. Growth hormone,

GH) zeitlich eng mit dem Beginn der ersten großen Phase von SWS gekoppelt (Stei-

ger et al. 1987). Mit dem Altern sowie mit einer Major Depression geht eine Vermin-

derung von SWS und eine verringerte Ausschüttung von GH einher.

Die intervallartige Gabe von GHRH bei jungen gesunden Männern (50 µg GHRH

zwischen 22.00 und 01.00 Uhr jeweils zur vollen Stunde) führte neben einer gestei-

gerten Konzentration von GH zu einer Steigerung von SWS und zu einer vermehrten

Cortisol-Sekretion (Steiger et al. 1992). Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zu einer

durch pulsatile SP-Gabe verringerten REM-Dichte (siehe 4.4.9, Tabellarische Dar-

stellung). Eine kontinuierliche Applikation von GHRH hatte auch hier, ähnlich zu Stu-

dien mit CRH, keinen Einfluss auf den Schlaf der Probanden (Marshall et al. 1997,

Kern et al. 1993).

4.4.5 Neuropeptid Y (NPY)

Neuropeptid Y (NPY) hat Anteil an der Steuerung von Nahrungsaufnahme, Anxiolyse

und Sedierung sowie an der Regulierung der HPA-Achse. Im Tierversuch zeigt eine

Verabreichung höherer Dosen eine Steigerung der ACTH- und Kortikosteroid-Kon-

zentration, die Gabe geringerer Mengen einer Reduzierung (Bartfai et al. 1995).

In zwei Studien wurde die intravenöse Gabe von NPY bei gesunden jungen Männern

untersucht. Das Peptid wurde im Intervall mit 4 x 50 µg oder 4 x 100 µg von 22.00 bis

01.00 Uhr jeweils zur vollen Stunde verabreicht (Bohlhalter et al. 1997). Nach Gabe

der niedrigen Dosis erschien das Schlaf EEG weitgehend unauffällig. Die hohe Dosis

NPY hatte eine deutliche Verkürzung der Einschlaflatenz sowie eine Reduzierung

der Delta-Aktivität im Schlaf EEG der zweiten Nachthälfte zur Folge. Diese beiden

Veränderungen werden von GABAA-Rezeptor-Agonisten wie den Benzodiazepinen

in gleicher Weise bedingt (Copinschi et al. 1990, Steiger et al. 1994). Bei SP-Gabe

zeigt sich die Einschlaflatenz erhöht, die Delta-Aktivität wird nicht signifikant

beeinflusst (siehe 4.4.9).

Des weiteren wird aus Tierstudien (Ehlers et al. 1997) und aus Studien an Menschen

(Bohlhalter et al. 1997) die Funktion von NPY als CRH-Antagonist wahrscheinlich.

64

NPY scheint als GABAA-Agnoist zu wirken und dadurch CRH zu supprimieren

(Owens et al. 1989). Somit ist es wahrscheinlich, dass NPY über GABAA-Rezepto-

ren an der Modulierung des Verhaltens, inklusive des Schlafes, beteiligt ist.

4.4.6 Thyreotropin-releasing hormone (TRH)

Untersuchungen über den endokrinen Status depressiver Patienten im Vergleich zu

gesunden Normalpersonen ergeben neben einem niedrigeren CRH-Level auch eine

Verminderung der Aktivität von TRH. Auch die klinische Erfahrung deutet auf einen

Zusammenhang von Schilddrüsenerkrankungen mit dem Schlafverhalten hin. Den-

noch hat es auf diesem Gebiet bislang nur wenige klinische Studien gegeben, die die

Bedeutung von TRH für die Schlafsteuerung untersuchen.

Nur in einer Studie wurden die Effekte von TRH bei gesunden Probanden untersucht

(Hemmeter et al. 1998). Den Probanden wurden 4 x 50 µg TRH oder Placebo zwi-

schen 22.00 und 01.00 Uhr jeweils zur vollen Stunde infundiert. Die dadurch hervor-

gerufenen Veränderungen der Schlaf-EEGs sind eine Minderung der Schlafeffizienz

sowie eine Tendenz zu einem Anstieg der intermittierenden Schlaflosigkeit. Diese

Ergebnisse sprechen gegen eine große Bedeutung von TRH in der Regulierung des

Schlafes. Sie entsprechen den in der vorliegenden Studie gefundenen Veränderun-

gen der Schlafarchitektur durch SP-Gabe (siehe 4.4.9, Tabellarische Darstellung).

Somit lässt sich auf eine Funktion von TRH als eventueller Co-Faktor von CRH in der

Genese der Schlafstörungen depressiver Patienten schließen.

4.4.7 Cholezystokinin (CZK)

CZK ist ein Peptid, welches sowohl im Gastrointestinaltrakt als auch im ZNS zu fin-

den ist. Es ist an der Steuerung des CZK-Vagalen Reflexes beteiligt und dient als

Sättigungsfaktor (Smith et al. 1981).

Die genaue Bedeutung von CZK für den Schlaf ist noch nicht hinreichend untersucht.

In einer an gesunden Probanden durchgeführten Studien konnte gezeigt werden,

dass die nächtliche intramuskuläre Applikation des CZK-Analogon Caerulein eine

geringe Vermehrung des REM-Schlafes (Watanabe et al. 1986) auslöst. Einer intra-

venösen Applikation des Analogons Cerulitid folgte jedoch keine Beeinflussung der

65

Schlafparameter (Pietrowsky et al. 1990). Um auf die genaue Funktion von CZK in

der Schlafregulierung schließen zu können, sind weitere Studien erforderlich.

4.4.8 Vasoaktives intestinales Polypeptid (VIP)

Ergebnisse an Menschen durchgeführter Studien legen einen Einfluss von VIP auf

die Steuerung des zirkadianen Rhythmus nahe (Murck et al. 1996). Dies wird durch

die neuroanatomische Verteilung von VIP-immunoreaktiven Neuronen bei Ratten

bestätigt. Es finden sich Vorkommen im Vorderhirn und vor allem im ventrolateralen

Anteil des Nucleus suprachiasmaticus, der die Funktion des zirkadianen Schrittma-

chers hat (van den Pol et al. 1985, Besson et al. 1986). Dass die Konzentration von

VIP im Nukleus suprachiasmaticus durch das Licht gesteuert wird, resultiert ebenfalls

aus Tierversuchen. Bei Helligkeit wurden niedrigere Konzentrationen von VIP gefun-

den als bei Dunkelheit (Morin et al. 1993). Der zirkadiane Rhythmus der Plasmalevell

von VIP verschwindet mit dem Alterungsprozess (Rolandi et al. 1990), ebenso ver-

ringert sich damit der VIP-Gehalt im Nucleus suprachiasmaticus (Chee et al. 1988).

Beim Menschen wurden die Folgen einer intravenösen Verabreichung von VIP in

zwei unterschiedlichen Dosen untersucht. Den Probanden wurde entweder 4 x 10 µg

oder 4 x 50 µg VIP zwischen 22.00 und 01.00 Uhr jeweils zur vollen Stunde gegeben

(Murck et al. 1996). Unter der höheren Dosis wurden durch eine Verlängerung der

REM- und der Non-REM-Schlafphasen die Schlafzyklen verzögert. Ferner stieg die

REM/non-REM Ratio an.

Für SP wurden in dieser Studie gegensätzlich Effekte auf den REM-Schlaf gefunden.

Es zeigt sich eine Verlängerung der REM-Latenz und eine Verminderung der REM-

Dichte in der zweiten Nachthälfte (siehe 4.4.9, Tabellarische Darstellung).

66

4.4.9 Tabellarische Darstellung

Tabelle 13: Vergleich des Einflusses verschiedener Neuropeptide in unterschiedli-

chen Applikationsformen auf Parameter des Schlafes.

( =vermehrt, = vermindert)

Neuropeptid

Applikation Auswirkungen auf das Schlaf-EEG Quellenangabe

Substanz P

Pulsatil, 4 x 3 pmol/kg KG/min über 20 Minuten

REM-Latenz Intermittierende Schlaflosigkeit S1-Schlaf

REM-Dichte 2. Nachthälfte

CRH

Pulsatil, 4 x 50 µg i.v.

SWS 2. Nachthälfte REM-Schlaf Schlafeffizienz

S1- u. S2-Schlaf

Steiger et al. 1997 Tsuchiyama et al.

1995

ACTH Konstant, 350µg über 8 Std.

REM-Schlaf Gillin et al. 1974

AV

1) Intranasal 2) kontinuierlich i.v.

1) S2-Schlaf SWS REM-Schlaf

2) REM-Schlaf

1) Timsit-Berthier et al. 1982

2) Born et al. 1992

GH / GHRH

1) Intervall i.v. 4 x 50 µg 2) kontinuierlich i.v.

1) SWS 2) ---

1) Steiger et al. 1992 2) Marshall et al. 1997

NPY

1) Intervall i.v. 4 x 50 µg 2) Intervall i.v. 4 x 100 µg

1) --- 2) SOL ∆-Aktivität 2. Nachthälfte

1) Bohlhalter et al. 1997 2) Bohlhalter et al. 1997

TRH Intervall i.v. 4 x 50 µg

Schlafeffizienz Intermittierende

Schlaflosigkeit

Hemmeter et al. 1998

Cholezystokinin

1) Caerulein i.m. 2) Cerulitid i.v.

1) REM-Schlaf 2) ---

1) Watanabe et al. 1986 2) Pietrowsky et al. 1990

VIP

1) Intervall 4 x 10 µg 2) Intervall 4 x 50 µg

1) --- 2) REM-Schlaf Non-REM-Schlaf REM-non-REM-Ratio

1) Murck et al. 1996 2) Murck et al. 1996

67

4.5. Die Rolle der Bluthirnschranke

Wie und ob Peptide die Bluthirnschranke (BHS) überwinden, wird weitreichend dis-

kutiert (Holsboer et al. 1988, Murck et al. 1996, Kastin et al. 1978). So ist es ebenso

wie bei anderen Neuropeptiden auch bei SP fraglich, wie dessen Auswirkungen bei

peripherer Gabe auf den Schlaf und auf zentral ausgeschüttete Hormone vermittelt

werden.

Verschiedene Quellen weisen auf, dass aus einer intranasalen ebenso wie aus einer

oralen Applikation von Neuropeptiden und deren Analoga Veränderungen im Schlaf-

EEG resultieren. Dies deutet darauf hin, dass die BHS nicht notwendigerweise zent-

rale Effekte peripher gegebener Peptide verhindert.

Verschiedene Hypothesen über die Wirkungsweise peripher gegebener Peptide wur-

den erstellt. Zum Einen besteht die Möglichkeit der Vermittlung der Effekte über peri-

phere Rezeptoren, zum Anderen sind der Eintritt der Peptide über die circumventri-

kulären Organe und der aktive Transport durch die Bluthirnschranke eventuelle Pas-

sagemöglichkeiten.

Einige Peptide, so auch GHRH und CRH überwinden die Bluthirnschranke intakt

(Begley et al. 1994). Aktiver Transport durch die Bluthirnschranke konnte für das

ACTH-Fragment Ebiratid (Terasaki et al. 1992) und für NPY (Drewe et al. 1997) de-

monstriert werden. Auch wurde postuliert, dass endogene Serumpeptide von der

Größe des Immunoglobin M (500 kDa) das ZNS über die circumventrikulären Organe

und durchlässige Gefäße im Subarachnoidalraum erreichen (Broadwell et al. 1993).

Ob periphere SP die BHS überwinden kann, ist bisher nicht bekannt. Es wird jedoch

aufgrund ihrer Proteinstruktur eher für unwahrscheinlich gehalten (Coiro et al. 1992,

1993). Da in den zirkumventrikulären Organen SP-haltige Nervenzellen gefunden

wurden (Mikkelsen et al. 1986, 1989), ist es möglich, dass sie hier über die Bindung

an NK-1-Rezeptoren indirekt Auswirkungen auf die Kerne des Thalamus ausübt.

Ferner kann SP an die Eminentia medialis und den Hypophysenvorderlappen bin-

den, da diese außerhalb der BHS liegen.

68

4.6 Zusammenfassung

Substanz P (SP) ist ein Neuropeptid, welches in erhöhten Konzentrationen im Liquor

cerebrospinalis von Patienten gefunden werden kann, die an affektiven Störungen

wie z.B. Depression erkrankt sind. Daher nahm man an, das SP eine Rolle in der

Äthiopathogenese dieser Erkrankungen spielt. Zudem scheinen SP-Rezeptor-Anta-

gonisten bei depressiven Patienten einen antidepressiven Effekt zu haben.

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die exogene Gabe von SP eine Ver-

änderung der Stimmung und der Schlafarchitektur bei gesunden Probanden verur-

sacht. Ferner wurde überprüft, ob diese Veränderungen den bei einer Depression

auftretenden Veränderungen des Schlafes ähneln.

Für die Studie wurde ein randomisiertes, doppelblindes Versuchsprotokoll gewählt.

Wir rekrutierten 12 männliche, gesunde Probanden, welchen in 2 Blocks à 3 Nächten

während der jeweils dritten Nacht entweder SP oder Plazebo infundiert wurde. Die

intravenöse Infusion erfolgte in 4 Intervallen à 20 Minuten mit je 40 Minuten Pause.

Während dieser Infusionsnächte wurde den Probanden alle 30 Minuten Blutproben

abgenommen, ferner wurde während allen Nächten ein Schlaf-EEG abgeleitet.

Im Anschluss an diese pulsatile SP-Infusion war eine signifikante Verlängerung der

REM-Latenz, eine erhöhte Wachzeit der Probanden während der SP-Infusion sowie

eine Vermehrung des Stadium 1-Schlafes in der ersten Nachthälfte messbar. Zudem

zeigte sich eine signifikante Verschlechterung der Stimmung der Probanden.

Diese Auswirkungen der SP-Gabe können ein Hinweis auf direkte zentrale Effekte

der Substanz sein. SP löst somit bei gesunden Probanden eine depressionsähnliche

Stimmungslage und zum Teil depressionsähnliche Veränderungen des Schlafprofils

aus.

Es lässt sich durch diese Studie jedoch nicht ausschließen, dass die Effekte auf

Schlafparameter durch die von den Probanden als unangenehm empfundenen

vegetativen Nebenwirkungen während der Infusionen von SP verursacht wurden.

Zukünftige Studien werden untersuchen, ob die Gabe von SP bei Patienten mit

affektiven Störungen oder Angststörungen zu Stimmungsveränderungen oder Panik-

attacken führt. Des weiteren soll untersucht werden, ob sich durch die Verwendung

verschiedener SP-Fragmente eine Differenzierung der in dieser Studie beschriebe-

nen Effekte in Tachykininartige- und SP-bedingte Effekte vornehmen lässt.

69

5 Tabellen und Abbildungen

Abbildung 22: Intensität der subjektiv wahrgenommenen Symptome während der

ersten Injektion von SP. Angegeben sind die Einzelwerte der Probanden nach der

Likert-Skala, anhand derer jeder Proband die Ausprägung der Beschwerden ein-

schätzen sollte. Keines dieser Symptome wurde bei Placebo-Infusion berichtet. Eine

Abbildung der Mittelwerte mit Standartabweichung ist in Kap. 3.1 zu finden.

Proband 1

0123456789

10

Flus

h-G

esic

ht

Flus

h-H

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Flus

h-A

rme

Flus

h-H

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fühl

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ühl

Her

zklo

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Bau

ch-

Dur

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ll

schmerzen

Proband 2

0123456789

10

Flus

h-G

esic

ht

Flus

h-H

als

Flus

h-A

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Flus

h-H

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fühl

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schmerzen

70

Proband 3

0123456789

10Fl

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Ges

icht

Flus

h-H

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Flus

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Flus

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ühl

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pfen

Kop

f-

Bau

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chfa

ll

schmerzen

Proband 6

0123456789

10

Flus

h-G

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ht

Flus

h-H

als

Flus

h-A

rme

Flus

h-H

ände

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Hitz

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zklo

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-

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h-

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ll

schmerzen

71

Proband 7

0123456789

10Fl

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Ges

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Flus

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schmerzen

Proband 8

0123456789

10

Flus

h-G

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Flus

h-H

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Flus

h-Ar

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Flus

h-H

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ll

schmerzen

72

Proband 10

0123456789

10Fl

ush-

Ges

icht

Flus

h-H

als

Flus

h-A

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Kopf

-

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schmerzen

Proband 11

0123456789

10

Flus

h-G

esic

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Flus

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als

Flus

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Flus

h-H

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Kop

f-

Bau

ch-

Dur

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schmerzen

73

Proband 12

0123456789

10Fl

ush-

Ges

icht

Flus

h-H

als

Flus

h-A

rme

Flus

h-H

ände

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fühl

Hitz

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ühl

Her

zklo

pfen

Kop

f-

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h-

Dur

chfa

ll

schmerzen

74

Abbildung 23: Pulsverläufe der einzelnen Probanden mit Einzelwerten vor und wäh-

rend der SP-Injektion; eine Abbildung der Mittelwerte mit Standartabweichung findet

sich in Kapitel 3.2

Proband 1

51

65

8275

64

74

48

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Proband 2

72

102 9890

83 83

61

0

20

40

60

80

100

120

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

75

Proband 3

45

73

102

7058

76

55

0

20

40

60

80

100

120

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Proband 4

60

70

80

7061

66 63

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Proband 6

4250

88

59

79

70

43

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

76

Proband 7

7880

86

79

74

86

79

6870727476788082848688

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

Proband 8

62

71 74

64 64 67

55

0

10

20

30

40

50

60

70

80

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

8

Proband 10

73 74

10291 93

7265

0

20

40

60

80

100

120

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

77

Proband 11

53 55

87 86 83 8072

0

10

20

30

40

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60

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vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

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5 min.

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10 m

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15 m

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20 m

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Puls

Proband 12

64

83

102

66

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70

0

20

40

60

80

100

120

vor In

fusion

Beginn

nach

2 min.

nach

5 min.

nach

10 m

in.

nach

15 m

in.

nach

20 m

in.

Puls

78

6 Quellenverzeichnis

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7 Lebenslauf

Katharina Kampik Klinikstr. 12, 97070 Würzburg

geb. Dancker Tel: (0931) 8807671, email: [email protected]

Geboren am 07.04.1976 in Bonn

Verheiratet, deutsch

Schulausbildung

1982 - 1986 Löwenburggrundschule Bad Honnef

1986 - 1995 Gymnasium der Insel Nonnenwerth im Rhein

Mai 1995 Abitur Hochschulausbildung

Okt. 1995 – Aug. 1998 Medizinstudium an der Rheinischen Friedrich-

Wilhelms-Universität zu Bonn

Okt. 1998 – April 2002 Medizinstudium an der Albert-Ludwigs-Universität

zu Freiburg i. Brsg.

Okt. 1998 Erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung

April 2001 Zweiter Abschnitt der ärztlichen Prüfung

April 2002 Dritter Abschnitt der ärztlichen Prüfung

April 2002 Abschluss des Medizinstudiums an der Universität

zu Freiburg

Berufliche Tätigkeit Augenklinik der Julius-Maximilians-Universität

Würzburg

16.09.2002 – 15.03.2004 Ärztin im Praktikum

seit 15.05.2004 Assistenzärztin

Würzburg, den 19.02.2005 Katharina Kampik

89

8 Danksagung

Vielen Dank an Herrn Prof. Dr. Berger und Herrn PD Dr. Voderholzer für die

Bereitstellung des Themas.

Ganz herzlich danke ich Herrn PD Dr. Voderholzer für die tatkräftige Unterstützung

und für das sehr schnelle Korrekturlesen der Arbeit.

Vielen Dank an Frau Dr. Weske für die vielen guten Tips und die Hilfe im Schlaflabor

und bei der Durchführung dieser Studie!

Mein Dank gilt auch dem Team des Schlaflabors – jede Frage wurde auch bei

wiederholtem Auftreten geduldig beantwortet.

Meinen Eltern danke ich für die großartige Unterstützung! Ohne Euch wäre das nicht

möglich gewesen.

Daniel, vielen Dank für die ganze Geduld und für alles andere in unserem

gemeinsamen Leben!

90

8 Anhang

Einfluss von Substanz P auf den Schlaf - uni-freiburg.de

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