BK
Brigitte Kudielka
Author with expertise in Effects of Stress on Brain Function and Health
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
8
(13% Open Access)
Cited by:
5,460
h-index:
56
/
i10-index:
109
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Impact of Gender, Menstrual Cycle Phase, and Oral Contraceptives on the Activity of the Hypothalamus-Pituitary-Adrenal Axis

Clemens Kirschbaum et al.Jan 1, 1999
Objective Results from animal and human studies suggest that disregulations of the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis are involved in several behavioral, circulatory, endocrine, and immune disorders with clear-cut gender differences in disease prevalence. The aim of the present study was to investigate sex-specific HPA response patterns with a focus on the contribution of gonadal steroids as possible mediators. Methods A total of 81 healthy adults were investigated in the present study. Twenty men, 19 women in the follicular phase of the menstrual cycle, 21 women in the luteal phase, and 21 women using oral contraceptives (OC) were exposed to a brief psychosocial stress test (Trier Social Stress Test; TSST) and injected with 0.25 mg ACTH1-24 on consecutive days. Basal HPA activity was investigated by repeatedly measuring cortisol levels immediately after awakening, as well as in 30-minute intervals from 9:00 AM to 9:00 PM. Additionally, questionnaires were used to assess psychological state and trait parameters. Results Results show that the TSST induced significant increases in ACTH, salivary-free cortisol, total plasma cortisol, and heart rates, as well as increased wakefulness and reduced calmness in the total group. Significant group differences emerged for ACTH and salivary-free cortisol stress responses: Although men showed higher ACTH responses to the TSST compared with each of the three groups of women, salivary cortisol responses showed the following response pattern: Luteal = Men > Follicular = OC. The salivary cortisol responses to ACTH1-24 showed a similar response pattern: Luteal > Men > Follicular > OC. In contrast, total blood cortisol levels did not reveal any group difference between sexes or follicular versus luteal phase in either test. Although a similar salivary-free cortisol increase after awakening was found in the four groups, the circadian cortisol profile was significantly different throughout the first 4 hours of sampling. Questionnaire-derived psychological variables, as measured in the present study, could not explain the observed results. Conclusions We conclude that gender, menstrual cycle phase, and OC use exert important effects on HPA responsiveness to psychosocial stress in healthy subjects. Although men seem to have a stronger hypothalamic drive in response to stressful stimulation than women, differences in salivary-free cortisol levels, at least in part, may be explained by estradiol-induced changes in corticosteroid-binding protein levels. ACTH and cortisol secretion is not affected by OC use per se but the amount of bioavailable unbound cortisol ("free") is greatly reduced in this group of women after stimulation. Inasmuch as none of these differences between the study groups emerged in total blood cortisol levels, we strongly advocate for the simultaneous measurement of free and total cortisol levels in future studies on HPA functioning.
0

HPA axis responses to laboratory psychosocial stress in healthy elderly adults, younger adults, and children: impact of age and gender

Brigitte Kudielka et al.Apr 7, 2003
Data from five independent studies were reanalyzed in order to investigate the impact of age and gender on HPA axis responses to an acute psychosocial laboratory stress task. The total sample consisted of 102 healthy subjects with 30 older adults (mean age: 67.3 y), 41 young adults (mean age: 23.5 y), and 31 children (mean age: 12.1 y). All participants were exposed to the Trier Social Stress Test (TSST). The stress protocol caused highly significant ACTH and total plasma cortisol responses in older and younger male and female adults (all p<0.0001) as well as salivary free cortisol responses in all six age and gender groups (all p<0.0001). Three-way ANOVAs for repeated measurement were applied to investigate the impact of age and gender on ACTH and cortisol responses. Results showed that the ACTH response to stress was higher in younger adults compared to older adults (main effect: p=0.009, interaction: p=0.06). Post hoc analyses revealed that there was no age effect in the subgroup of women (p=n.s.), while younger men had higher ACTH responses compared to older men (p=0.01). For total plasma cortisol, ANOVA results showed that the pattern of reactivity did not differ between age and gender groups (all interactional effects p=n.s.), although older females had hightened overall cortisol levels compared to the other groups, as proofed in post hoc analyses (all p<0.05). For free salivary cortisol, a significant main effect of gender (p=0.05) and an almost significant three-way-interaction (p=0.09) emerged. Post hoc analyses showed an elevated overall free salivary cortisol response in elderly men compared to elderly women (p=0.006), while no gender differences emerged in neither young adults nor children (both p=n.s.). In sum, the stressor induced significant HPA axis responses in all age and gender groups. The observed ACTH response patterns in young and elderly adults may suggest that a heightened hypothalamic drive in young men decreases with age, resulting in similar ACTH responses in elderly men and women. Alternative interpretations are also discussed. The data also supports the idea of a greater adrenal cortex sensitivity to ACTH signals in young females. Free salivary cortisol responses were elevated in elderly men compared to elderly women, an effect which cannot be explained by gender differences in perceived stress responses to the TSST. It can be speculated if corticosteroid binding globulin (CBG) and/or sex steroids are important modulators of these effects.
0

Day-to-day dynamics of experience–cortisol associations in a population-based sample of older adults

Emma Adam et al.Oct 31, 2006
In 156 older adults, day-to-day variations in cortisol diurnal rhythms were predicted from both prior-day and same-day experiences, to examine the temporal ordering of experience-cortisol associations in naturalistic environments. Diary reports of daily psychosocial, emotional, and physical states were completed at bedtime on each of three consecutive days. Salivary cortisol levels were measured at wakeup, 30 min after awakening, and at bedtime each day. Multilevel growth curve modeling was used to estimate diurnal cortisol profiles for each person each day. The parameters defining those profiles (wakeup level, diurnal slope, and cortisol awakening response) were predicted simultaneously from day-before and same-day experiences. Prior-day feelings of loneliness, sadness, threat, and lack of control were associated with a higher cortisol awakening response the next day, but morning awakening responses did not predict experiences of these states later the same day. Same-day, but not prior-day, feelings of tension and anger were associated with flatter diurnal cortisol rhythms, primarily because of their association with higher same-day evening cortisol levels. Although wakeup cortisol levels were not predicted by prior-day levels of fatigue and physical symptoms, low wakeup cortisol predicted higher levels of fatigue and physical symptoms later that day. Results are consistent with a dynamic and transactional function of cortisol as both a transducer of psychosocial and emotional experience into physiological activation and an influence on feelings of energy and physical well-being.
0

Acute HPA axis responses, heart rate, and mood changes to psychosocial stress (TSST) in humans at different times of day

Brigitte Kudielka et al.Nov 11, 2003
There is evidence showing that HPA axis responses to pharmacological provocation depend on time of day with larger cortisol responses in the afternoon and evening compared to the morning hours. However, it is still unknown whether HPA axis responses to psychological stress are affected by time of day and whether they can be assessed with equal reliability in the morning and afternoon, respectively. The present reanalysis is based on five independent studies conducted in the same laboratory by Kirschbaum et al., 1999, Kudielka et al., 1998, Kudielka et al., 1999, Kudielka et al., 2000 and Schommer et al. (2003). All subjects were confronted with the Trier Social Stress Test (TSST) either in the morning or in the afternoon. The total sample consisted of 180 adults with 115 younger (49 females, 66 males) and 65 older adults (32 females, 33 males). All ANCOVA results controlled for possible age and gender effects. Stress-related free salivary cortisol, total plasma cortisol and ACTH net increases did not differ according to time of day (all p = n.s.). However, as expected pre-stress free salivary and total plasma cortisol levels differed significantly between the morning and afternoon group (both p < 0.005), leading to a significantly higher free cortisol area under the curve (AUC) in the morning (p = 0.02). Taken together, these observations suggest that the adrenal glands may be more sensitive to ACTH in the morning. Additionally, higher basal salivary cortisol levels were related to a lower stress-related net increase in salivary cortisol (p = 0.02), total plasma cortisol (p < 0.0001), and marginally ACTH (p = 0.09). Stress-related heart rate increases did not differ between groups (p = n.s.). The finding that the TSST-induced mood change was differentially affected by time of day requires further exploration. We conclude that comparable HPA axis and heart rate stress responses to psychosocial stress can be measured in the morning and afternoon.
0

Compliance With Saliva Sampling Protocols: Electronic Monitoring Reveals Invalid Cortisol Daytime Profiles in Noncompliant Subjects

Brigitte Kudielka et al.Mar 1, 2003
Objective Ambulatory saliva collections for subsequent analysis of free cortisol levels are now frequently applied to measure adrenocortical activity in healthy subjects and patient populations. Despite the prime importance of accurate timing of saliva collection outside the laboratory, no data are available on the compliance of study participants following a given sampling protocol. This study investigated how accurately subjects adhered to the instructions to collect six saliva samples throughout 1 day. Methods Subjects were instructed to collect six saliva samples throughout 1 day (directly after awakening, 30 minutes after awakening, 11 AM, 3 PM, 8 PM, 10 PM). Objective compliance was measured using an electronic monitoring device given to the subjects either with ("informed"N = 23) or without ("noninformed"N = 24) their knowledge of the nature of the device. Data on subjective compliance were obtained by self-report. Results Thirty-one subjects (74%) were found to comply with the sampling instructions, and 11 (26%) failed at least once to obtain the saliva sample at the correct time of day. Nine of the 11 noncompliant subjects (82%) had two or more noncompliant samples. Fifty-five percent (6 of 11) of the noncompliant subjects took sample 2 outside the sampling window. The circadian cortisol profile differed significantly between compliant and noncompliant subjects (F = 7.98, p = .007). The most important effect of compliance was seen in the rise of cortisol at awakening. Compliant subjects showed a robust increase, whereas noncompliant individuals had only minimal changes from baseline at 30 minutes after awakening (t = 2.89, p = .007). Thus the steepness of the circadian cortisol decline was greater for compliant subjects (t = 2.10, p = .043). Furthermore, the informed group adhered more closely to the sampling protocol than the noninformed subjects (p = .001). Self-reported compliance also differed significantly between study groups (p = .03). In the noninformed group, self-reported sampling accuracy was significantly higher than objectively measured compliance (p = .03); the two measures were similar in the informed group (p = NS). Conclusions A significant number of subjects did not obtain saliva samples reliably in an ambulatory setting. This can partially invalidate the cortisol results and mask potential differences between subject groups of interest. We therefore recommend the use of electronic monitoring devices or other suitable methods and that study participants be informed about the device when ambulatory saliva collection is performed.
0

Awakening cortisol responses are influenced by health status and awakening time but not by menstrual cycle phase

Brigitte Kudielka et al.Jan 1, 2003
Recent evidence suggested that the free cortisol response to awakening is influenced by awakening time in healthy younger adults (Edwards et al., 2001). In order to investigate this association further, 179 community-dwelling subjects of a large age range (4-75 yrs) participated in the present study. The sample consisted of 99 women, 67 men and 13 children. Subjects were instructed to obtain saliva samples directly after awakening as well as 15, 30, 45, and 60 minutes thereafter. A first analysis revealed that salivary cortisol profiles after awakening in healthy subjects differed from profiles in subjects who reported health problems or a chronic disease (p = 0.02) with healthy subjects showing a larger cortisol response. Therefore, only healthy subjects were included in the following analyses. Subjects woke up between 0455 and 1203 h. Time of awakening strongly influenced the course of morning cortisol levels. Cortisol profiles differed significantly between two wake-up groups (p<0.001). Similarly, group differences for cortisol increase (p = 0.03) and area under the curve (p = 0.05) were also significant, with more pronounced responses in early awakeners compared to late awakeners. The findings are discussed with respect to the circadian cortisol rhythm and the effects of light exposure. Age was correlated with the cortisol levels immediately after awakening (r = 0.2, p = 0.04), the area under the cortisol curve ( r = -0.20, p = 0.05), and with time of awakening (r = -0.21, p = 0.04), respectively. No differences were found between males and females, or between profiles obtained during the follicular or luteal menstrual cycle phase. Also, no differences were observed between habitual smokers vs. non-smokers. These data suggest that the morning cortisol response is influenced by the awakening time but not by menstrual cycle phase. Moreover, health status and age appear to have an impact on this marker of adrenocortical activity. Wake-up time, health status and age should therefore be controlled for in future studies measuring cortisol responses to awakening.
0
Citation449
0
Save
0

Is the cortisol awakening rise a response to awakening?

Ines Wilhelm et al.Apr 7, 2007
A distinct rise in cortisol levels that occurs after morning awakening is increasingly used as an indicator of adrenocortical activity which is associated with different pathologies. Although it was previously assumed that the transition from sleep to wake is essential for the occurrence of the cortisol morning rise, this has never been tested. Here, we examined 16 healthy young men (20-33 yrs) between 2300 and 0800 h under sleep laboratory conditions. Serum cortisol and plasma adrenocorticotropin (ACTH) as well as salivary cortisol levels (after subjects were woken up at 0700 h) were repeatedly assessed. In a supplementary study condition, salivary cortisol levels in the first hour after awakening were measured at the subjects' home on two consecutive days. Comparison of pre- and post awakening measurements revealed significantly steeper increases in cortisol and ACTH after awakening. The rise in cortisol upon awakening under laboratory conditions did not significantly differ from that observed at home. We conclude that the cortisol increase after awakening is a response to morning awakening that is distinct from the circadian rise in hypothalamo-pituitary-adrenal (HPA) activity in the morning hours. Although the cortisol awakening response is modulated by circadian influences, it primarily reflects phasic psychophysiological processes specific to the sleep-wake transition.
0

Salivary Cortisol in Ambulatory Assessment—Some Dos, Some Don’ts, and Some Open Questions

Brigitte Kudielka et al.May 1, 2012
The impact of stress on health and disease is an important research topic in psychosomatic medicine. Because research on hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis regulation under controlled laboratory studies lacks ecological validity, it needs to be complemented by a research program that includes momentary ambulatory assessment. The measurement of salivary cortisol offers the possibility to trace the free steroid hormone concentrations in ambulant settings. Therefore, in this article, we first discuss the role of salivary cortisol in ambulatory monitoring. We start with a brief description of HPA axis regulation, and we then consider cortisol assessments in other organic materials, followed by a presentation of common salivary markers of HPA axis regulation suitable for ambulatory assessment. We further provide an overview on assessment designs and sources of variability within and between subjects (intervening variables), acknowledge the issue of (non)compliance, and address statistical aspects. We further give an overview of associations with psychosocial and health-related variables relevant for ambulatory assessment. Finally, we deal with preanalytical aspects of laboratory salivary cortisol analysis. The relative simplicity of salivary cortisol assessment protocols may lead to an overoptimistic view of the robustness of this method. We thus discuss several important issues related to the collection and storage of saliva samples and present empirical data on the stability of salivary cortisol measurements over time. Abbreviations AUC = area under the curve CAR = cortisol awakening response CVs = coefficients of variation HPA = hypothalamic-pituitary-adrenal