Stress messen: Biomarker wie Cortisol, HRV & IL-6 erklärt | YEARS

Stress-Biomarker: Wie sich Stress im Körper messen lässt

Du fühlst dich gestresst. Das ist keine rein psychologische Erfahrung, sondern eine biologische Realität, die messbare Spuren im Körper hinterlassen kann. Das subjektive Stressempfinden kann täuschen: An eine dauerhaft hohe Belastung kann man sich gewöhnen und sie irgendwann als normal empfinden. Biologische Messungen können zusätzliche Informationen darüber liefern, welche physiologischen Systeme durch anhaltenden Stress beeinflusst sein könnten. Welche Methoden wissenschaftlich sinnvoll sind, lässt sich dabei nicht anhand eines einzelnen Blutwerts beurteilen.

Dieser Artikel erklärt, welche Stress-Biomarker im klinischen Kontext sinnvoll sein können, wie sie zusammenspielen und wo ihre Grenzen liegen.

Warum Stress biologisch messbar ist

Stress ist die Reaktion deines Körpers auf eine Herausforderung. Akuter Stress, etwa unmittelbar vor einer wichtigen Präsentation, ist grundsätzlich adaptiv. Er schärft die Wahrnehmung und mobilisiert Energie. Der Körper schüttet Katecholamine wie Adrenalin und Noradrenalin sowie Cortisol aus, die Herzfrequenz steigt und der Blutdruck nimmt zu. Nach Ende der Belastung normalisieren sich diese Systeme wieder.

Chronischer Stress entsteht, wenn Belastungen anhalten und ausreichende Erholungsphasen fehlen. Länger andauernder Stress kann drei zentrale biologische Systeme beeinflussen:

1. Das neuroendokrine System: insbesondere die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse, kurz HPA-Achse, die unter anderem über Cortisol reguliert wird.
2. Das autonome Nervensystem: das Zusammenspiel zwischen aktivierendem Sympathikus und regenerativem Parasympathikus.
3. Das Immunsystem: Chronischer Stress kann niedriggradige systemische Entzündungsprozesse begünstigen.

Die eigene Wahrnehmung ist dabei nicht immer ein zuverlässiger Maßstab. Durch Gewöhnung kann eine dauerhaft hohe Belastung irgendwann als normal wahrgenommen werden. Manche Menschen haben zudem Schwierigkeiten, eigene Gefühle eindeutig zu erkennen und zu beschreiben. Andere relativieren ihre Belastung kognitiv. Physiologische Veränderungen, die mit länger anhaltendem Stress verbunden sein können, lassen sich dennoch teilweise messen.

Die moderne Präventionsmedizin kann daher verschiedene Biomarker nutzen, um physiologische Systeme zu charakterisieren, die durch chronischen Stress beeinflusst sein könnten.

Cortisol messen: Der bekannteste Stress-Biomarker und seine Grenzen

Cortisol ist wahrscheinlich das bekannteste Stresshormon. Es wird in der Nebennierenrinde gebildet und ist eines der zentralen Effektorhormone der HPA-Achse. Eine seiner wichtigsten Aufgaben besteht darin, dem Körper in Belastungssituationen Energie, unter anderem in Form von Glukose, bereitzustellen.

Eine entscheidende Eigenschaft von Cortisol ist sein ausgeprägter Tagesrhythmus. Rund um das Aufwachen steigt die Konzentration deutlich an. Ein zusätzlicher Anstieg innerhalb der ersten etwa 30 bis 45 Minuten nach dem Erwachen wird als Cortisol Awakening Response (CAR) bezeichnet. Im weiteren Tagesverlauf sinkt der Cortisolspiegel normalerweise ab und erreicht um Mitternacht herum seine niedrigsten Werte.

Ein einzelner Cortisolwert im Blut ist für die Beurteilung von chronischem psychischem Stress nur eingeschränkt geeignet. Eine morgendliche Blutabnahme bildet lediglich einen einzelnen Zeitpunkt ab und kann normale zirkadiane Schwankungen nicht zuverlässig von stressassoziierten Veränderungen unterscheiden.

Für eine aussagekräftigere Beurteilung der HPA-Achse gibt es bessere Methoden:

• Cortisol-Tagesprofil im Speichel: Mehrere Speichelproben über den Tag verteilt können den Tagesverlauf der Cortisolausschüttung abbilden. Soll gezielt die Cortisol Awakening Response untersucht werden, sind mehrere zeitlich genau definierte Proben innerhalb der ersten etwa 30 bis 60 Minuten nach dem Aufwachen notwendig.
• 24-Stunden-Sammelurin: Misst die über 24 Stunden ausgeschiedene Menge an freiem Cortisol. Die Methode liefert Informationen über die gesamte Cortisolausscheidung, bildet den Tagesrhythmus jedoch nicht ab und wird vor allem in der endokrinologischen Diagnostik eingesetzt.
• Serum-Cortisol am Morgen: Für die Beurteilung von chronischem psychischem Stress weniger geeignet. Die Messung wird primär zur Abklärung endokrinologischer Erkrankungen wie eines Cushing-Syndroms oder einer Nebenniereninsuffizienz genutzt.

Chronischer Stress und Erschöpfungszustände wurden in verschiedenen Studien mit veränderten Cortisol-Tagesprofilen in Verbindung gebracht, darunter flachere Tagesverläufe, Veränderungen der Cortisol Awakening Response oder eine veränderte Reaktivität der HPA-Achse. Die Ergebnisse sind jedoch heterogen. Kein einzelnes Cortisolmuster ist spezifisch genug, um chronischen Stress oder Burnout zu diagnostizieren.

Die Messung wird außerdem durch zahlreiche Faktoren beeinflusst: Koffein, intensives Training, Schlafmangel, akuter psychischer Stress, Nikotin sowie Medikamente wie orale Kontrazeptiva können die Werte verändern. Eine sorgfältige Anamnese und standardisierte Messbedingungen sind daher entscheidend. Die Methodik zur validen Cortisolmessung im Speichel ist wissenschaftlich gut untersucht (Hellhammer et al., Psychoneuroendocrinology, 2009).

DHEA-S und das Cortisol/DHEA-S-Verhältnis

Neben Cortisol produziert die Nebenniere weitere Hormone, darunter DHEA, Dehydroepiandrosteron, und dessen Speicherform DHEA-Sulfat, kurz DHEA-S.

DHEA-S ist ein Androgen, dessen mögliche neuroprotektive, immunmodulierende und weitere biologische Wirkungen wissenschaftlich untersucht werden. Im Vergleich zu Cortisol weist DHEA-S keinen ähnlich ausgeprägten Tagesrhythmus auf. Die Konzentration im Blut ist relativ stabil, wodurch sich DHEA-S grundsätzlich für eine einzelne Blutmessung eignet.

In der Stressforschung werden deshalb sowohl die absoluten Konzentrationen von Cortisol und DHEA-S als auch das Verhältnis der beiden Hormone untersucht. Das Cortisol/DHEA-S-Verhältnis wurde als möglicher Marker für die Regulation der HPA-Achse sowie für chronischen Stress und Erschöpfungszustände untersucht.

Ein erhöhtes Cortisol/DHEA-S-Verhältnis kann auf ein verschobenes Verhältnis zwischen Glukokortikoid- und Androgenaktivität der Nebenniere hinweisen. Studien haben Veränderungen dieses Verhältnisses mit chronischer Erschöpfung und Burnout in Verbindung gebracht (Theorell et al., PLoS One, 2013). Das Verhältnis ist jedoch kein etablierter eigenständiger klinischer Marker für allostatische Last, und sein diagnostischer sowie prognostischer Nutzen ist für die routinemäßige klinische Anwendung bislang nicht ausreichend validiert.

Bei der Interpretation muss außerdem das Alter berücksichtigt werden. Die DHEA-S-Produktion erreicht im jungen Erwachsenenalter ihren Höhepunkt und nimmt anschließend kontinuierlich ab. Eine 50-jährige Person hat daher natürlicherweise niedrigere DHEA-S-Werte als eine 30-jährige Person. Das beeinflusst auch den Quotienten. Ein auffälliger Wert ist kein eigenständiger Krankheitsnachweis, sondern ein zusätzlicher Baustein bei der Beurteilung der physiologischen Stressregulation.

Aufgrund seiner Relevanz für ein umfassenderes Bild der HPA-Achse ist die Messung von Cortisol und DHEA-S Bestandteil des YEARS Evolve® Programms. Dieser erweiterte Hormonstatus ist im YEARS Core® Programm nicht enthalten.

Herzratenvariabilität (HRV): Der funktionelle Stressindikator

Die Herzratenvariabilität misst nicht die Herzfrequenz selbst, sondern die zeitliche Variabilität zwischen einzelnen Herzschlägen. Ein gesundes Herz schlägt nicht exakt wie ein Metronom. Kleine Schwankungen zwischen den Herzschlägen sind Ausdruck der Anpassungsfähigkeit des autonomen Nervensystems.

HRV bildet Aspekte der autonomen Regulation ab und wird insbesondere durch den Parasympathikus beeinflusst, dessen wichtigster Nerv der Vagusnerv ist.

• Eine höhere HRV ist im Allgemeinen mit einer stärkeren parasympathischen Modulation und einer höheren autonomen Anpassungsfähigkeit verbunden.
• Eine niedrigere HRV kann auf eine geringere parasympathische Modulation und reduzierte autonome Flexibilität hinweisen. Psychischer Stress ist dabei nur einer von mehreren Faktoren, die die HRV senken können. Chronisch niedrige HRV-Werte wurden außerdem mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko und einer höheren Gesamtmortalität in Verbindung gebracht.

HRV kann auf unterschiedliche Weise gemessen werden:

• Kurzzeitmessung über 5 Minuten: Unter standardisierten Ruhebedingungen wird ein EKG aufgezeichnet und analysiert. Dies ist eine etablierte Methode für die standardisierte Kurzzeitmessung der HRV.
• Langzeitmessung über 24 Stunden: Ein Langzeit-EKG erfasst die HRV über Tag und Nacht und ermöglicht Einblicke in die autonome Regulation während Alltag und Schlaf.
• Wearable-basierte Messung: Smartwatches und Ringe messen HRV häufig während der Nacht und bilden Durchschnittswerte oder Trends ab. Sie eignen sich gut zur Verlaufsbeobachtung im Alltag, sind jedoch weniger standardisiert als klinische EKG-Messungen.

Die Stärke der HRV ist gleichzeitig ihre Schwäche: Sie ist ein sehr dynamischer Marker. Akuter Stress, Schlafqualität, intensives Training, Erkrankungen oder Alkoholkonsum am Vorabend können die HRV unmittelbar und deutlich beeinflussen. Eine einzelne Messung bleibt daher eine Momentaufnahme. Besonders wertvoll wird HRV im Verlauf, wenn Trends über Wochen oder Monate sichtbar werden.

Bei YEARS führen wir im Rahmen des Core® Programms eine standardisierte klinische HRV-Messung durch, um eine Ausgangsbasis der autonomen Funktion zu erhalten.

Entzündungsmarker: Wie chronischer Stress IL-6 und CRP beeinflussen kann

Eine häufig unterschätzte Folge von chronischem Stress ist sein möglicher Einfluss auf das Immunsystem. Anhaltender psychischer Stress kann über komplexe biologische Signalwege entzündliche Prozesse beeinflussen, unter anderem über die Aktivierung von NF-κB und eine erhöhte Produktion proinflammatorischer Zytokine.

Zwei zentrale Marker in diesem Zusammenhang:

1. Interleukin-6 (IL-6): Ein Zytokin, das unter anderem auf akuten psychosozialen Stress reagieren kann. IL-6 wurde daher als Marker für stressassoziierte Entzündungsreaktionen untersucht. Seine Interpretation ist jedoch stark vom jeweiligen Kontext abhängig.
2. Hochsensitives C-reaktives Protein (hs-CRP): IL-6 stimuliert unter anderem die CRP-Produktion in der Leber. hs-CRP ist stabiler und als Marker für niedriggradige systemische Entzündungsprozesse sehr gut untersucht. Chronisch erhöhte hs-CRP-Werte gelten zudem als etablierter kardiovaskulärer Risikomarker.

Zahlreiche Studien zeigen Zusammenhänge zwischen chronischem psychosozialem Stress, schlechtem Schlaf und erhöhten Entzündungsmarkern.

Entzündungsmarker sind jedoch nicht stressspezifisch. Akute Infektionen, Adipositas, Autoimmunerkrankungen, metabolische Erkrankungen, Rauchen oder intensives Training können hs-CRP und IL-6 ebenfalls erhöhen. Psychosozialer Stress kann zu entzündlichen Signalwegen beitragen, erhöhte IL-6- oder hs-CRP-Werte können Stress jedoch nicht als Ursache einer Entzündung nachweisen. Der diagnostische Wert dieser Marker hängt daher stark vom gesamten klinischen Kontext ab.

Aufgrund seiner Stabilität und klinischen Bedeutung ist hs-CRP Bestandteil des 87-Biomarker-Panels im YEARS Core® Programm. Das sensitivere IL-6 wird im erweiterten Panel des Evolve® Programms gemessen.

Speichel-Alpha-Amylase: Ein sensitiver Marker für akuten Stress

Neben der HPA-Achse existiert ein zweites, schneller reagierendes Stresssystem: das sympathoadrenomedulläre System, kurz SAM-System. Es ist unter anderem für die schnelle Ausschüttung von Adrenalin und Noradrenalin verantwortlich. Ein Biomarker, der eng mit sympathischer Aktivierung verbunden ist, ist die Speichel-Alpha-Amylase, kurz sAA.

Dieses Verdauungsenzym wird überwiegend in den Speicheldrüsen produziert, deren Funktion stark durch das autonome Nervensystem beeinflusst wird. Bei akutem Stress kann die sAA-Aktivität innerhalb weniger Minuten ansteigen, häufig schneller als Cortisol. Gleichzeitig zeigt sAA jedoch deutliche tageszeitliche Schwankungen, die bei der Messung berücksichtigt werden müssen.

In der Stressforschung gilt sAA als interessanter Marker. In der klinischen Routinediagnostik hat sich die Messung bislang jedoch aus mehreren Gründen nicht etabliert:

• Hohe Variabilität: Die Werte schwanken deutlich zwischen verschiedenen Personen und auch innerhalb eines einzelnen Tages.
• Störfaktoren: Nahrungsaufnahme, Kaugummikauen, Mundgesundheit, Mundtrockenheit und bestimmte Medikamente können die Messung erheblich beeinflussen. Die Präanalytik muss daher sorgfältig standardisiert werden.

Speichel-Alpha-Amylase ist deshalb derzeit eher ein Forschungsinstrument als ein breit etablierter klinischer Marker. Aus diesem Grund ist die sAA-Messung kein Bestandteil der YEARS Programme. Wir konzentrieren uns auf Messungen, die aktuell einen klareren klinischen Informationswert für eine Präventionsstrategie liefern.

Welche Kombination von Stress-Biomarkern bei chronischem Stress sinnvoll ist

Kein einzelner Biomarker kann chronischen psychischen Stress zuverlässig messen oder diagnostizieren. Auch gibt es derzeit kein validiertes Biomarker-Panel, das die individuelle chronische Stressbelastung mit einem einzelnen Wert zuverlässig bestimmen kann.

Mehrere gezielt ausgewählte Messungen können jedoch komplementäre Informationen über biologische Systeme liefern, die durch länger anhaltenden Stress beeinflusst sein können:

1. Cortisol-Tagesprofil im Speichel: Zur Beurteilung der Dynamik der HPA-Achse und der zirkadianen Cortisolregulation. Für die gezielte Messung der Cortisol Awakening Response ist ein spezielles Mehrfachproben-Protokoll erforderlich.
2. DHEA-S im Serum: Als zusätzliche Information über die Androgenaktivität der Nebenniere und deren Zusammenhang mit der HPA-Achsen-Regulation.
3. Herzratenvariabilität als klinische Kurzzeitmessung: Zur Beurteilung der autonomen Regulation und parasympathischen Modulation.
4. hs-CRP im Serum: Als stabiler und gut validierter Marker für niedriggradige systemische Entzündungsprozesse.
5. IL-6 im Serum: Als dynamischerer Marker entzündlicher Signalprozesse.

Jeder einzelne Wert muss immer ärztlich im Zusammenhang mit den übrigen Befunden sowie der individuellen Lebenssituation, Krankengeschichte und Symptomatik interpretiert werden. Diese Diagnostik kann dabei helfen, physiologische Systeme genauer zu charakterisieren, die durch chronischen Stress beeinflusst sein könnten.

Eine eigenständige Diagnose von Burnout oder chronischem psychischem Stress lässt sich daraus nicht ableiten. Auch die psychosozialen Ursachen können durch Labordiagnostik allein nicht identifiziert werden. Die Messungen können jedoch eine datenbasierte Ausgangslage für gezielte Interventionen schaffen, etwa in den Bereichen Schlaf, Ernährung, Bewegung oder spezifischem Stressmanagement.

Wie YEARS Stressdiagnostik praktisch umsetzt

Bei YEARS ist eine umfassendere Betrachtung stressrelevanter Parameter kein isolierter Einzeltest, sondern Teil unserer ganzheitlichen Präventionsprogramme. Biomarker und funktionelle Diagnostik werden kombiniert, um ein breiteres Bild der Gesundheit zu erhalten.

Das YEARS Core® Programm bildet dabei die Grundlage. Es enthält stressrelevante Messungen wie die klinische HRV-Messung zur Erfassung der autonomen Regulation sowie hs-CRP als Bestandteil des 87-Biomarker-Panels.

Für eine umfassendere stressbezogene Diagnostik ist das YEARS Evolve® Programm vorgesehen. Zusätzlich zu allen Leistungen aus Core® umfasst es:

• einen erweiterten Hormonstatus mit Cortisol und DHEA-S
• die Messung von Interleukin-6 (IL-6) im erweiterten Entzündungspanel
• die Analyse biologischer Uhren, die zusätzliche Informationen über übergeordnete biologische Alterungsprozesse liefern kann. Daraus lässt sich jedoch nicht bestimmen, welcher Anteil des individuellen biologischen Alterns spezifisch auf psychischen Stress zurückzuführen ist.

Diese Datenbasis bildet die Grundlage für die YEARS Strategy Session. Dort besprichst du alle Ergebnisse mit einer unserer Ärztinnen oder einem unserer Ärzte und erhältst keine isolierte Sammlung von Laborwerten, sondern eine integrierte Analyse mit konkreten, priorisierten Handlungsempfehlungen. Für Führungskräfte mit hoher beruflicher Belastung ist dies ein zentraler Bestandteil des Manager Check-ups bei YEARS.

Die anschließenden Coaching-Sessions im YEARS Evolve® Programm helfen dabei, diese Empfehlungen in den Alltag zu übertragen und wirksame Strategien zur Stressreduktion zu entwickeln.

Wenn du besser verstehen möchtest, welche physiologischen Systeme durch chronischen Stress beeinflusst sein könnten, und daraus eine datenbasierte Strategie für mehr Resilienz entwickeln willst, sprich mit uns.

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Disclaimer

Die Stressdiagnostik bei YEARS dient der Prävention und der Beurteilung physiologischer Parameter, die durch chronischen Stress beeinflusst sein können. Sie diagnostiziert weder psychischen Stress noch Burnout und ersetzt keine psychotherapeutische oder psychiatrische Diagnostik und Behandlung bei manifesten psychischen Erkrankungen.

Quellen

1. Hellhammer, D. H., Wüst, S., & Kudielka, B. M. (2009). Salivary cortisol as a biomarker in stress research. Psychoneuroendocrinology, 34(2), 163–171. DOI: 10.1016/j.psyneuen.2008.10.026
2. Slavich, G. M. (2019). The new field of human social genomics: Developing a scientifically based, clinically useful, and transdiagnostic model of stress-related physical and psychological disease. Psychosomatic Medicine, 81(2), 122–127.
3. Thayer, J. F., Åhs, F., Fredrikson, M., Sollers, J. J., & Wager, T. D. (2012). A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: Implications for heart rate variability as a marker of stress and health. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 36(2), 747–756.
4. Theorell, T., Osika, W., Leineweber, C., Magnusson Hanson, L. L., Hultcrantz, M., & Westerlund, H. (2013). Is the cortisol/DHEA-S ratio a marker of exhaustion? A longitudinal study. PLoS One, 8(10), e78373. DOI: 10.1371/journal.pone.0078373