Comorbidities and stress-related hair biomarkers in bothersome tinnitus

Abstract

Stress-related psychological and physiological processes might be important for the manifestation and/or maintenance of bothersome tinnitus (BT). This thesis aims to 1) investigate the influence of stress-related mental comorbidities on BT and their mediation effects for hearing-related factors and physical comorbidities, 2) explore associations of tinnitus-related and psychological factors with two stress-related biological markers, namely cortisol and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) measured in hair, and 3) explore the potential of these hair-biomarkers as therapeutic efficacy markers in BT. For the first research aim, existing survey data from the Swedish general population were analyzed. In the subsample of individuals with self-reported tinnitus (N=7615), logistic regression analyses were used to identify mental and physical comorbidities as well as hearing-related factors associated with BT (N=697), and logistic mediation analyses were used to identify dependencies between these influencing factors. Results showed a) specific hearing-related, physical, and mental influences on BT as well as mediating effects of b) hearing-related factors on the influence of mental comorbidities on BT, and c) mental comorbidities on the influences of physical comorbidities and hearing-related factors on BT. This suggests that mental symptoms and hearing-related factors are important treatment targets due to their direct and indirect effects on BT. For the other two research aims, a longitudinal study was conducted with 91 chronic tinnitus inpatients who were assessed before, directly after, and three months after a multimodal tinnitus-specific cognitive-behavioral therapy program. Data collection included audiometry, psychometric questionnaires, and hair sampling. Results showed a) a negative effect of tinnitus-related distress on hair-BDNF levels, b) a positive effect of tinnitus loudness on hair-cortisol levels, and c) a negative effect of tinnitus loudness on hair-BDNF levels. In addition, d) decreases in tinnitus-related distress and perceived stress levels after treatment were present but no changes in hair-cortisol or hair-BDNF levels. The effects of tinnitus loudness were surprising, may have been influenced by imputation, and thus require further research. Yet the results tentatively suggest that tinnitus-related distress may negatively affect hair-BDNF levels. However, the magnitude of the observed treatment-related decrease in tinnitus-related distress may have been too limited to induce changes in hair-BDNF levels. Further studies investigating changes in hair-BDNF levels after longer-lasting interventions with systematic control of medical confounders are recommended. Overall, the results suggest that the interconnectedness between stress-related mental symptoms, hearing-related factors, and other physical symptoms as well as stress-related changes in BDNF levels may play important roles in BT.

Stressbedingte mentale und physiologische Prozesse könnten für die Manifestation und/oder Aufrechterhaltung von belastendem Tinnitus (BT) bedeutsam sein. Diese Arbeit untersucht 1) den Einfluss von stressbezogenen mentalen Komorbiditäten auf BT und deren Mediationseffekte für hörbezogene Faktoren und physische Komorbiditäten, 2) Assoziationen von tinnitusbezogenen und psychologischen Faktoren mit zwei im Haar gemessenen stressbezogenen Biomarkern, nämlich Cortisol und Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), und 3) deren Potenzial als therapeutische Wirksamkeitsmarker bei BT. Für das erste Forschungsziel wurden bestehende Umfragedaten aus der schwedischen Allgemeinbevölkerung analysiert. In der Teilstichprobe von Personen mit selbstberichtetem Tinnitus (N=7615) wurden logistische Regressionsanalysen verwendet, um mentale und physische Komorbiditäten sowie hörbezogene Faktoren zu identifizieren, die mit BT (N=697) assoziiert sind, sowie logistische Mediationsanalysen, um Abhängigkeiten zwischen diesen Einflussfaktoren zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigten a) spezifische hörbezogene, physische und mentale Einflüsse auf BT sowie Mediationseffekte von b) hörbezogenen Faktoren auf den Einfluss mentaler Komorbiditäten auf BT und c) mentalen Komorbiditäten auf die Einflüsse physischer Komorbiditäten und hörbezogener Faktoren auf BT. Dies legt nahe, dass mentale Symptome und hörbezogene Faktoren aufgrund ihrer direkten und indirekten Auswirkungen auf BT wichtige Behandlungsziele darstellen. Für die zwei weiteren Forschungsziele wurde eine Längsschnittstudie mit 91 stationären chronischen Tinnituspatienten/-innen durchgeführt, die vor, direkt und drei Monate nach einem multimodalen tinnitusspezifischen kognitiven Verhaltenstherapieprogramm mittels Audiometrie, psychometrischen Fragebögen und Haarproben untersucht wurden. Die Ergebnisse zeigten Effekte a) der Tinnitusbelastung auf Haar-BDNF (negativ) sowie b) der Tinnituslautstärke auf Haar-Cortisol (positiv) und c) Haar-BDNF (negativ). Zudem zeigte sich d) eine Abnahme der Tinnitusbelastung und des Stresserlebens nach der Behandlung, aber keine Veränderungen der Haar-Biomarker-Werte. Die Effekte der Tinnituslautstärke waren überraschend, könnten durch Imputation beeinflusst worden sein und erfordern daher weitere Forschung. Die Ergebnisse legen jedoch nahe, dass sich die Tinnitusbelastung negativ auf den Haar-BDNF-Spiegel auswirken könnte. Das Ausmaß des behandlungsbedingten Rückgangs der Tinnitusbelastung könnte aber zu gering gewesen sein, um Veränderungen im Haar-BDNF-Spiegel zu bewirken. Weitere Studien zu Veränderungen der Haar-BDNF-Werte nach länger andauernden Interventionen mit systematischer Kontrolle medizinischer Störfaktoren werden empfohlen. Insgesamt legen die Ergebnisse nahe, dass die Verflechtung von stressbezogenen mentalen, hörbezogenen und anderen physischen Symptomen sowie stressbezogene Veränderungen des Haar-BDNF-Spiegels eine wichtige Rolle bei BT spielen könnten.