Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:The interaction of risk and protective factors for mental disorders on psychopathology and brain morphometry
Autor:Brosch, Katharina
Weitere Beteiligte: Kircher, Tilo (Prof. Dr.)
Veröffentlicht:2022
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2022/0160
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2022-01601
DOI: https://doi.org/10.17192/z2022.0160
DDC: Medizin
Publikationsdatum:2022-04-28
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
COVID-19, Schizophrenie, Psychopathologie, GMV,, Kindesmisshandlung, Depression, Resilienz, Soziale Unterstützung, Morphometrie, Risikofaktor

Summary:
As per the diathesis-stress model, combined early risk factors (diathesis) and current risk factors (stress) determine an individual’s likelihood for the development of psychopathology. If the combined impact of diathesis and stress surpasses a certain threshold, individuals will develop psychopathology. At the same time, such threshold could be raised in the presence of protective factors, as they buffer the negative impact of risk factors, and lead to a reduced likelihood of developing psychopathology. Early risk factors for mental disorders include trait anxiety, childhood maltreatment and familial risk, and have been associated with specific brain morphometric alterations. Stressful life events, including the Covid-19 pandemic as a global example of that, constitute current risk factors. On the other hand, current literature suggests social support and conscientiousness as exemplary protective factors. These may increase resilience, a concept describing an individual’s ability to adaptively cope in the face of adversity and maintain mental health. However, contrary to risk factors, neural correlates of resilience are only sparsely known and hardly understood. Thus, to make precise predictions about the emergence of psychopathology in certain circumstances and understand possible neurobiological pathways, it is essential to jointly consider both risk and protective factors in mental health research. The aim of this dissertation was to investigate the interaction of risk and protective factors in three different but complementary contexts to gain a deeper understanding of these factors and their impact on brain morphometry and psychopathology. In STUDY I, morphometric correlates (specifically grey matter volume) of resilience were investigated. In this study, resilience was conceptualized as the maintenance of mental health despite a high risk (i.e., childhood maltreatment and familial risk). A key finding is that healthy high-risk individuals demonstrated larger grey matter volume in the left dorsolateral prefrontal cortex, an area associated with cognitive flexibility and emotional regulation skills, compared to the other groups. It seems plausible that an increased volume in this area is a neural correlate of resilience to high risk and may represent compensatory processes aiding high-risk individuals in maintaining mental health. STUDY II approached the subject in the opposite way, with transdiagnostic grey matter volume alterations in psychiatric patients compared to healthy subjects being associated with risk and protective factors. This study identified reduced volume in the left hippocampus as a transdiagnostic vulnerability marker in patients with major depression, bipolar disorder, and schizophrenia spectrum disorder. Volume in this area was further negatively associated with stressful life events, and executive and global functioning in both patients and healthy subjects. We conclude that stressful life events likely constitute a dimensional risk factor for reduced hippocampal volume and, therefore, are independent of diagnosis. STUDY III investigated the impact of a unique, acute global stressor, the Covid-19 pandemic, on healthy subjects and transdiagnostic patients. Multiple trait risk and protective factors were tested for their explanatory value of current Covid-19-related fear and isolation. This study identified trait anxiety and conscientiousness as risk factors for increased Covid-19-related fear, and social support as a protective factor against increased Covid-19-isolation. Again, the respective effect (harmful or protective) of all these factors was dimensional, i.e., relevant in both psychiatric patients and healthy subjects. STUDY III also highlighted the context-dependency of risk and protective factors: although generally considered a protective trait, increased conscientiousness was harmful in the context of a global pandemic due to the immense level of uncertainty and unpredictability. In conclusion, this dissertation identified brain correlates as potential biomarkers of psychopathology and resilience, and procedural contributors to adaptive and maladaptive responses to acute stressors. It highlighted the importance of taking protective factors, in addition to risk factors, into account in research. A major strength is the integration of multiple risk and protective factors, as such integrative approaches are crucial to advance the understanding of their complex interplay. By identifying dimensionality and context-dependency as important modulatory influences in the risk and protective factor interplay, it provided a framework for a more comprehensive understanding of the development of psychopathology, and the concept of resilience as a dynamic, continuous process of adaptation to changing environments, which enables individuals to maintain mental health even in the face of adversity.

Zusammenfassung:
Das Diathese-Stress Modell beschreibt, wie die Kombination aus frühen Risikofaktoren (Diathese) und aktuellen Risikofaktoren (Stress) die individuelle Auftretenswahrscheinlichkeit von Psychopathologie bestimmt. Überschreiten Diathese und Stress eine bestimmte Schwelle, entwickelt ein Individuum psychopathologische Symptome. Gleichzeitig kann jedoch diese Schwelle durch die Anwesenheit von Protektivfaktoren erhöht werden, da diese den negativen Einfluss von Risikofaktoren abschwächen und die Auftretenswahrscheinlichkeit von Psychopathologie reduzieren. Frühe Risikofaktoren für psychische Störungen sind unter anderem Ängstlichkeit, Misshandlung in der Kindheit und familiäres Risiko. Diese Faktoren sind außerdem mit bestimmten Veränderungen der Gehirnstruktur assoziiert worden. Stressvolle Lebensereignisse, wie auch die Covid-19 Pandemie als globales Beispiel hierfür, stellen aktuelle Risikofaktoren dar. Dem gegenüber beschreibt die aktuelle Forschung soziale Unterstützung und Gewissenhaftigkeit als beispielhafte Protektivfaktoren. Diese erhöhen Resilienz, also die Fähigkeit, adaptiv mit Widrigkeiten umzugehen, um psychische Gesundheit aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz zu Risikofaktoren sind die neuronalen Korrelate von Resilienz kaum bekannt und verstanden. Um daher präzise Vorhersagen über das Auftreten von Psychopathologie unter bestimmten Umständen treffen zu können, und mögliche neurobiologische Pathways zu verstehen, ist es wichtig, sowohl Risiko- als auch Protektivfaktoren zu berücksichtigen. Ziel dieser Dissertation war die Untersuchung der Interaktion von Risiko- und Protektivfaktoren in drei verschiedenen, komplementären Kontexten, um ein tieferes Verständnis für deren Wirkung auf Hirnstruktur und Psychopathologie zu erlangen. In STUDIE I wurden hirnmorphometrische Korrelate (Volumen der grauen Substanz) von Resilienz untersucht. In dieser Studie wurde Resilienz als die Aufrechterhaltung psychischer Gesundheit trotz hohem Risiko (Misshandlung in der Kindheit und familiäres Risiko) konzeptualisiert. Ein zentraler Befund ist erhöhtes Volumen der grauen Substanz im linken dorsolateralen präfrontalen Cortex in der gesunden Hochrisiko Gruppe. Dieses Areal ist mit kognitiver Flexibilität und Emotionsregulationsfähigkeit assoziiert. Erhöhtes Volumen in dieser Region ist ein potentielles neuronales Korrelat von Resilienz und repräsentiert möglicherweise Kompensationsprozesse, die Individuen mit hohem Risiko dabei helfen, psychisch gesund zu bleiben. STUDIE II wählte eine gegensätzliche Herangehensweise, indem sie transdiagnostische Veränderungen der grauen Substanz bei psychiatrischen Patient:innen mit Risiko- und Protektivfaktoren assoziierte. Diese Studie identifizierte Volumenreduktionen im linken Hippocampus als transdiagnostischen Vulnerabilitätsmarker bei Patient:innen mit Major Depression, Bipolarer Störung, sowie Schizophrenie-Spektrum Störung. Das Volumen in diesem Areal war weiterhin negativ mit stressvollen Lebensereignissen, sowie Exekutivfunktion und globalem Funktionsniveau bei Patient:innen und Gesunden assoziiert. Stressvolle Lebensereignisse stellen demnach einen dimensionalen Risikofaktor (d.h. gleichermaßen relevant für Gesunde und Patient:innen) für reduziertes Volumen im Hippocampus dar. STUDIE III untersuchte den Einfluss eines einzigartigen globalen Stressors, der Covid-19 Pandemie, auf Gesunde und Patient:innen. Mehrere stabile Risiko- und Protektivfaktoren wurden hinsichtlich ihres prädiktiven Werts für aktuelle Covid-19-assoziierter Angst und -Isolation untersucht. Diese Studie identifizierte Trait Ängstlichkeit und Gewissenhaftigkeit als Risikofaktoren für erhöhte Angst, sowie soziale Unterstützung als Protektivfaktor gegen erhöhte Isolation während der Pandemie. Auch hier war der Einfluss dieser Faktoren dimensional, also schädlich, bzw. protektiv, für sowohl Patient:innen und Gesunde. STUDIE III konnte weiterhin die Kontextabhängigkeit von Risiko- und Protektivfaktoren aufzeigen: obwohl höhere Gewissenhaftigkeit generell als Protektivfaktor gilt, war sie im Kontext von großen Unsicherheiten und Unvorhersagbarkeit der globalen Pandemie nachteilig. Diese Dissertation identifizierte mögliche neuronale Korrelate von Psychopathologie und Resilienz, sowie prozedurale Faktoren für adaptive und maladaptive Reaktionen auf akute Stressoren. Sie zeigte die Bedeutsamkeit des Einschlusses von Protektivfakoren in wissenschaftlicher Forschung auf. Eine Stärke ist außerdem der Einschluss von verschiedenen Risiko- und Protektivfaktoren, da solche integrativen Ansätze wesentlich für das Verständnis dieses komplexen Zusammenspieles sind. Die Identifikation von Dimensionalität und Kontextabhängigkeit leistet einen substanziellen Beitrag zum umfassenderen Verständnis der Entwicklung von Psychopathologie. Weiterhin liefert sie einen Rahmen für das Verständnis des Resilienzkonzepts als dynamischen, kontinuierlichen Anpassungsprozess an sich ständig verändernde Lebenswelten, welcher ermöglicht, psychisch gesund zu bleiben.


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