Durch wiederholte Einschnürungs‑Stress ausgelöste Zunahme von postoperativer somatosensorischer Überempfindlichkeit und affektiver Reaktion wird durch β‑adrenerge Rezeptoraktivierung und spinales NLRP3‑IL1β‑Signal in männlichen Ratten vermittelt

Warum Stress nach einer Operation wichtig ist

Viele Menschen fühlen sich vor einer Operation gestresst oder niedergeschlagen, und Ärzte wissen, dass solche Gefühle die Erholung erschweren und schmerzhafter machen können. In dieser Studie nutzten Forschende Ratten, um eine zentrale Frage zu untersuchen: Wie verändert anhaltender Stress vor einer Operation das körpereigene Schmerzsystem, sodass Schmerzen nach einem Eingriff stärker werden, länger anhalten und emotional intensiver erlebt werden?

Ein Modell für Stress und Operation aufbauen

Um chronischen Alltagsstress nachzuahmen, setzten die Forschenden männliche Ratten für sechs Stunden am Tag über drei Wochen in enge Fixierungsröhren. Dies verletzte die Tiere nicht, verhinderte aber normale Bewegung und löste zuverlässig eine Stressreaktion aus. Die gestressten Ratten zeigten mehrere Anzeichen, die Aspekten menschlicher Depression und chronischen Stresses ähneln: Sie nahmen weniger zu, hatten höhere Spiegel eines Stresshormons in ihrem Kot und verbrachten in einem Standardtest für „Verzweiflungs‑ähnliches“ Verhalten mehr Zeit bewegungslos. Nach dieser Stressperiode erhielten alle Ratten einen kleinen Schnitt an einer Hinterpfote, ein gut etabliertes Modell einer chirurgischen Verletzung, das normalerweise eine Schmerzen hervorruft, die innerhalb von etwa einer Woche abklingen.

Stärkerer Schmerz und düsterere Stimmung

Im Vergleich zu nicht gestressten Ratten mit derselben Pfoteninzision reagierten die gestressten Tiere stärker auf Berührung und Wärme an der verletzten Pfote, und diese Sensibilisierung hielt mehrere Tage länger an. Die Unterschiede betrafen jedoch nicht nur die körperliche Wahrnehmung. Mithilfe einer Reihe von Verhaltenstests zeigten die Forschenden, dass die Operation die Ratten ängstlicher machte und die Tendenz verstärkte, unangenehme Berührungen zu meiden, und dass vorheriger Stress diese emotionalen Reaktionen verstärkte. Gestresste, operierte Ratten waren eher bereit, einen dunklen, sicheren Bereich zu verlassen und mehr Zeit in einer hellen, exponierten Zone zu verbringen, wenn sie dadurch schmerzhafte Reize vermeiden konnten — ein Hinweis darauf, dass der Schmerz aversiver und emotional stärker aufgeladen war.

Was sich im Rückenmark verändert

Das Rückenmark ist eine zentrale Schaltstelle zwischen Körper und Gehirn und enthält immunähnliche Zellen, die Mikroglia, die Schmerzsignale mitgestalten. Bei der Untersuchung des Rückenmarkgewebes der Ratten fanden die Forschenden, dass die Kombination aus chronischem Stress und Operation die Aktivität von Hunderten Genen veränderte, insbesondere jener, die mit Wundheilung und dem Verhalten glialer Zellen verknüpft sind. Ein bestimmtes Alarm‑System, bekannt als NLRP3–IL‑1β‑Inflammasom, hob sich hervor. Dieser Signalweg steuert die Freisetzung starker entzündlicher Botenstoffe. Bei gestressten, operierten Ratten waren Marker für Mikroglia und für dieses Inflammasom erhöht, und mikroskopische Aufnahmen zeigten stärkere Färbung dieser Zellen auf der Seite des Rückenmarks, die mit der verletzten Pfote verbunden ist.

Den schmerz‑sensibilisierenden Weg blockieren

Um zu prüfen, ob dieses spinale Alarmsystem tatsächlich den verstärkten Schmerz antreibt, injizierte das Team Wirkstoffe direkt in die Nähe des Rückenmarks. Ein Wirkstoff blockierte NLRP3, ein anderer blockierte den Rezeptor für IL‑1, einen seiner zentralen Botenstoffe. Beide Behandlungen reduzierten stressbedingte Zunahmen von Schmerzvermeidung und Berührungsempfindlichkeit nach der Operation, ohne den normalen Schmerz bei nicht gestressten Tieren pauschal auszuschalten. Die Forschenden untersuchten außerdem, wie Stresshormone diesen Prozess formen. Die Blockade des klassischen Stresshormonrezeptors für cortisolähnliche Signale verhinderte das durch die Fixierung ausgelöste verzweiflungsähnliche Verhalten, stoppte aber nicht, dass Stress den postoperativen Schmerz verschlechtert. Im Gegensatz dazu linderten die Blockade β‑adrenerger Rezeptoren — Ziele von adrenalinähnlichen Signalen — mit dem gebräuchlichen Medikament Propranolol sowohl die emotionalen Veränderungen als auch den zusätzlichen Schmerz nach der Operation bei gestressten Ratten.

Was das für Menschen vor einer Operation bedeutet

Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass andauernder Stress spinale Immunzellen über adrenalinvermittelte Signale „primen“ kann, sodass diese Zellen bei einer chirurgischen Verletzung überreagieren, entzündliche Botenstoffe freisetzen und sowohl die Intensität des Schmerzes als auch seine emotionale Belastung verstärken. Obwohl diese Arbeit an männlichen Ratten durchgeführt wurde und viele Schritte erforderlich sind, bevor sich direkte Behandlungsänderungen ableiten lassen, beleuchtet sie biologische Verknüpfungen zwischen Stimmung, Stress und postoperativen Schmerzen. Zukünftig könnte ein sorgfältig getimter Einsatz von Wirkstoffen, die β‑adrenerge Signale dämpfen oder spezifische spinale Immunwege hemmen, vulnerable Patientinnen und Patienten davor schützen, nach einer Operation lang anhaltende, schwer zu behandelnde Schmerzen zu entwickeln.

Zitation: Bella, A., Abdallah, K., Rodrigues-Amorim, D. et al. Repeated restraint stress-induced increase in post-surgical somatosensory hypersensitivity and affective responding is mediated by β-adrenergic receptor activation and spinal NLRP3-IL1β signalling in male rats. Neuropsychopharmacol. 51, 1032–1044 (2026). https://doi.org/10.1038/s41386-025-02305-x

Schlüsselwörter: postoperative Schmerzen, chronischer Stress, Mikroglia, beta‑adrenerge Signalübertragung, Neuroinflammation