Ein Update des Forschungsteams - Februar 2024

"Das Herz und das Brraaaainnnn..."

 

Dieser Satz, den Sie bei Veranstaltungen während der Meditation hören, kann der Schlüssel zum Verständnis sein, wie der Geist den Körper verändern kann und wie das Herz den Geist beeinflussen kann.

Mein Studium am Medical College of Wisconsin (von Januar 1999 bis Mai 2022) konzentrierte sich auf die Stressanpassung im Herzen. Mitte der 1980er Jahre wurde entdeckt, dass geringe Mengen an Stress das Herz vor einem nachfolgenden Stress schützen, der tödlicher und toxischer ist [1]. Dieses Konzept, das als Präkonditionierung bezeichnet wird, beinhaltet die Aktivierung endogener Systeme zur Regulierung von Kinasen und Proteinmodulatoren in der akuten Phase und eine veränderte Genantwort in einer verzögerten Phase. Auch dieser Prozess ist universell und kann in praktisch allen Organen ausgelöst werden.

Als Pharmakologe konzentrierte ich mich in meiner Dissertation auf die Entdeckung eines therapeutischen Ansatzes, um dieselben Signalwege durch exogene medikamentöse Behandlungen zu induzieren. Das Labor, in dem ich arbeitete, war das erste, das die Rolle von Opioidrezeptoren bei der Induktion dieses endogenen Schutzes aufdeckte, was zu mehreren neuen Erkenntnissen führte. Ein Ergebnis, das wir auch zeigten (aber nie veröffentlichten, da ich es nicht mit zusätzlichen Experimenten bestätigen konnte, als ich nach San Diego weiterzog), war, dass das Herz wahrscheinlich endogene Opioide freisetzt, um diesen Schutz zu induzieren. Dies würde darauf hindeuten, dass das Herz nicht nur eine Pumpe ist, sondern auch als endokrines Organ fungiert, das viele endogene Chemikalien freisetzt (d. h. Opioide, Oxytocin, Dopamin, Noradrenalin und verschiedene andere Peptide), die für den Organismus schützend wirken können.

Als ich mein Post-Doc an der UCSD begann, verlagerte ich meinen Schwerpunkt auf Membran-Mikrodomänen bei der Regulierung der Zellphysiologie. Dies war eine Zeit des expansiven Wachstums in diesem Bereich der Biologie, und wir machten große Fortschritte bei der Untersuchung der Membranbiologie in Herz und Gehirn. Die Arbeiten unserer Gruppe zu diesem Thema finden Sie unter dem folgenden Link:(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=patel%20hh%20and%20(cardiac%20or%20heart%20or%20neuro%20or%20caveolin)%20and%20california&sort=pubdate). Unsere Studien haben diese beiden Systeme, die auf den ersten Blick sehr unterschiedlich erscheinen, in Wirklichkeit aber eng miteinander verbunden sind, miteinander verknüpft.

Der Herzmuskel (die Hauptzelle des Herzens) und das Neuron (die Hauptzelle des Gehirns) haben viele gemeinsame Merkmale: Sie sind endständig differenziert, d. h. sie unterziehen sich keiner nennenswerten Zellteilung (was man hat, hat man wahrscheinlich für den Rest des Lebens), sie bilden wichtige Verbindungen mit anderen ihrer Art (ein kohärentes Netzwerk), sie sind stark strukturiert, reagieren empfindlich auf Verletzungen, unterliegen der Alterung und haben eine hohe mitochondriale Stoffwechselaktivität. Sowohl das Herz als auch das Gehirn sind hochgradig stoffwechselbelastete Organe, deren Funktion mit zunehmendem Alter spürbar nachlässt. Das Alter ist der wichtigste Prädiktor für die Sterblichkeit von Patienten mit Herzkrankheiten [2]. Die Mechanismen, die den altersbedingten Defiziten zugrunde liegen, sind nicht bekannt, könnten aber mit Anomalien der Signalübertragung und der mitochondrialen Funktion zusammenhängen [3; 4; 5; 6]. In ähnlicher Weise wird die Alterung des Gehirns mit nachlassenden kognitiven Fähigkeiten in Verbindung gebracht, z. B. geistige Geschwindigkeit, exekutive Funktionen, episodisches Gedächtnis, Arbeitsgedächtnis, Kurzzeitgedächtnis, Verarbeitung neuer Informationen und räumliches Gedächtnis [7; 8]. Diese Verhaltensdefizite sind auf den Verlust synaptischer Kontakte, auf Veränderungen der neuronalen Morphologie, auf eine verringerte strukturelle Plastizität und dendritische Verzweigungen [9] sowie auf eine Verringerung des kortikalen (präfrontalen, parietalen, temporalen und entorhinalen) und hippokampalen Volumens zurückzuführen [8; 10; 11]. Unsere bisherigen Daten deuten darauf hin, dass einwöchige Ereignisse zu einer signifikanten Resilienz im jungen und alten Gehirn auf elektrischer und kognitiver Ebene führen (wie in der PAIR-Studie beobachtet). Ob es sich dabei um eine direkte Auswirkung auf das Gehirn oder um ein Zusammenspiel zwischen Herz und Gehirn handelt, ist derzeit nicht bekannt, aber für unsere Forschungsgruppe von großem Interesse.

Nach vielen Forschungen und Kontroversen schlug J. Andrew Armour, MD, PhD, in einer Reihe von Manuskripten das Konzept des kleinen "Herzgehirns" vor, einer Reihe von im Herzen lokalisierten sensorischen Neuriten, die das intrinsische kardiale Nervensystem bilden [12; 13; 14]. Diese Zellen exprimieren Chemikalien und Faktoren, die auch im Gehirn vorkommen und für die Kommunikation notwendig sind. Studien von Armour deuten darauf hin, dass dieses "Herzgehirn" unabhängig vom eigentlichen Gehirn ist und in der Lage ist, Erinnerungen zu bilden und sich auf erlernte und beibehaltene Weise an Stressfaktoren anzupassen. Dieses "Herzhirn" kann mit dem Gehirn kommunizieren, um Informationen zu integrieren. Dies führte zu einer Ausweitung eines Bereichs in der Kardiologie, der Neurokardiologie, um besser zu verstehen, dass das Herz auch ein Sinnesorgan sein kann. Wir schreiben dem Herzen verschiedene emotionale Ausdrücke zu: ein gebrochenes Herz, ein blutendes Herz, folge deinem Herzen, Herz aus Stein, schütte dein Herz aus, junggeblieben und viele mehr. Darüber hinaus wird in den populären Medien immer wieder von einer Übertragung von Erinnerungen und Verhaltensweisen von Spendern auf Empfänger berichtet, die sich einer Herztransplantation unterziehen. All dies deutet darauf hin, dass die Beziehung zwischen Herz und Gehirn möglicherweise komplexer und wichtiger ist als ursprünglich angenommen. Die Verknüpfung dieser beiden Organe in einer meditativen Praxis kann tiefgreifende Auswirkungen auf Gesundheit und Krankheit haben.

In Bezug auf kardiovaskuläre und neurologische Erkrankungen scheint es einen bidirektionalen Antrieb zu geben, der die Vorstellung von der Verbundenheit dieser beiden Organe weiter fördert. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Menschen mit psychischen Störungen anfälliger für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind [15], und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste Todesursache bei Menschen mit schweren psychischen Erkrankungen, einschließlich Krankheiten wie bipolaren Störungen, Schizophrenie oder schizoaffektiven Störungen [16]. Dies könnte mit negativen Emotionen und Verhaltensentscheidungen in Bezug auf Ernährung, Gewohnheiten usw. zusammenhängen, die möglicherweise eine Rolle spielen. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine Hauptursache für die Neurodegeneration bei Krankheiten wie Alzheimer sein können, wobei sowohl die peripheren Blutgefäße als auch die hirnspezifischen Blutgefäße mit dieser Pathologie in Verbindung stehen [17]. Es hat also den Anschein, dass lebende, lernende Systeme im Herzen und im Gehirn miteinander kommunizieren, den Stress des jeweils anderen spüren und darauf mit der Entstehung von Pathologie reagieren.

Unsere Forschung bei den Advanced Week-long Retreats hat sich auf die Auswirkungen positiver Emotionen auf das Wohlbefinden und die Ganzheitlichkeit konzentriert, und ein Schlüsselmerkmal dabei ist die Integration der Gesundheit von Herz und Gehirn. Die Meditationen, die sich auf die Öffnung des Herzens und das Fühlen im Gehirn konzentrieren, beruhen auf der biologischen Vorstellung, dass diese beiden entscheidenden Organe, die das "Menschsein" auf eine tiefe Weise definieren, einander brauchen, um zu überleben und im menschlichen Dasein zu gedeihen. Wir haben im Laufe der Jahre zahlreiche Studien zur Gesundheit des Gehirns durchgeführt, von fMRI, qEEG und kognitiven Tests bis hin zu Biomarker-Analysen, und alle deuten auf einen positiven Nutzen von einwöchigen Veranstaltungen für Gesundheit und Krankheit hin. Wir haben weniger Daten über das Herz, aber immer noch eine riesige Menge an Daten von Garmin-Geräten, die von Tausenden von Menschen getragen werden. Vorläufige Analysen deuten darauf hin, dass sich das Herz nach einer einwöchigen Veranstaltung ganz anders verhält als bei einer Standard-Meditationsveranstaltung. Die Herzfrequenzvariabilität und die Herzdynamik verändern sich auf unerwartete Weise, was viel darüber aussagen könnte, wie der Körper parasympathische und sympathische Informationen integriert. Das "Herzgehirn" wird auf einem einzigartigen, unbekannten Weg angetrieben, der zu einer massiven Integration von Informationen führt, die Veränderungen in der Biologie bewirken. Wir haben vor, das Herz mit anspruchsvolleren Ansätzen genauer zu untersuchen, je nachdem, wie sich die Ereignisse im kommenden Jahr und im nächsten Jahr entwickeln. Das Herz und das Brraaaainnnn ... könnten zu einem besseren Verständnis des Potenzials einer einwöchigen Veranstaltung führen, die uns befähigt, zu heilen und zu gedeihen.

Referenzen

[1] C.E. Murry, R.B. Jennings, and K.A. Reimer, Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 74 (1986) 1124-36.
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[3] E.J. Lesnefsky, D. He, S. Moghaddas, and C.L. Hoppel, Reversal of mitochondrial defects before ischemia protects the aged heart. FASEB J. 20 (2006) 1543-1545.
[4] J.N. Peart, E.R. Gross, J.P. Headrick, and G.J. Gross, Impaired p38 MAPK/HSP27 signaling underlies aging-related failure in opioid-mediated cardioprotection. J Mol Cell Cardiol 42 (2007) 972-80. PMCID: PMC2497430.
[5] M. Tani, Y. Honma, H. Hasegawa, and K. Tamaki, Direct activation of mitochondrial KATP channels mimics preconditioning but protein kinase C activation is less effective in middle-aged rat hearts. Cardiovasc Res 49 (2001) 56-68.
[6] B. Swynghedauw, S. Besse, P. Assayag, F. Carre, B. Chevalier, D. Charlemagne, C. Delcayre, S. Hardouin, C. Heymes, and J.M. Moalic, Molecular and cellular biology of the senescent hypertrophied and failing heart. Am J Cardiol 76 (1995) 2D-7D.
[7] F. Remy, F. Mirrashed, B. Campbell, and W. Richter, Mental calculation impairment in Alzheimer's disease: a functional magnetic resonance imaging study. Neuroscience letters 358 (2004) 25-8.
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[9] J.M. Henley, and K.A. Wilkinson, AMPA receptor trafficking and the mechanisms underlying synaptic plasticity and cognitive aging. Dialogues in clinical neuroscience 15 (2013) 11-27.
[10] A.M. Fjell, K.B. Walhovd, C. Fennema-Notestine, L.K. McEvoy, D.J. Hagler, D. Holland, J.B. Brewer, and A.M. Dale, One-year brain atrophy evident in healthy aging. The Journal of Neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 29 (2009) 15223-31.
[11] A.M. Fjell, L.T. Westlye, H. Grydeland, I. Amlien, T. Espeseth, I. Reinvang, N. Raz, D. Holland, A.M. Dale, K.B. Walhovd, and I. Alzheimer Disease Neuroimaging, Critical ages in the life course of the adult brain: nonlinear subcortical aging. Neurobiology of aging 34 (2013) 2239-47.
[12] J.A. Armour, The little brain on the heart. Cleve Clin J Med 74 Suppl 1 (2007) S48-51.
[13] J.A. Armour, Potential clinical relevance of the 'little brain' on the mammalian heart. Exp Physiol 93 (2008) 165-76.
[14] I. Duraes Campos, V. Pinto, N. Sousa, and V.H. Pereira, A brain within the heart: A review on the intracardiac nervous system. J Mol Cell Cardiol 119 (2018) 1-9.
[15] M. De Hert, J. Detraux, and D. Vancampfort, The intriguing relationship between coronary heart disease and mental disorders. Dialogues in clinical neuroscience 20 (2018) 31-40.
[16] R.C. Rossom, S.A. Hooker, P.J. O'Connor, A.L. Crain, and J.M. Sperl-Hillen, Cardiovascular Risk for Patients With and Without Schizophrenia, Schizoaffective Disorder, or Bipolar Disorder. J Am Heart Assoc 11 (2022) e021444.
[17] A. Saeed, O. Lopez, A. Cohen, and S.E. Reis, Cardiovascular Disease and Alzheimer's Disease: Die Herz-Hirn-Achse. J Am Heart Assoc 12 (2023) e030780.

Unsere bahnbrechende Forschung zeigt, dass gewöhnliche Menschen Außergewöhnliches leisten - sie verändern ihre Physiologie, ihre biologischen Marker und ihr Leben mit der Kraft der Meditation.

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