Threat from the inside: Characterization of defensive responses to interoceptive threats

The processing of signals from within the body is crucial for maintaining the bodily homeostasis, i.e., to ensure adequate body regulation and survival. Previous research has recognized the dysfunctional perception of these interoceptive signals as an important hallmark of anxiety and health problems, when even slight and harmless body sensations are interpreted as threat and, thus, elicit excessive defensive response mobilization. Even though the scientific interest in processing interoceptive threats has strongly increased recently, the defensive dynamics to these sensations have rarely been studied. Therefore, the present thesis targeted to study the behavioral and psychophysiological dynamics of defensive mobilization to interoceptive threats, as well as the moderating effect of dispositional factors and biobehavioral markers. The first study compared defensive responses to an approaching external, predator-like threat relative to an approaching internal respiratory threat in dependence on the threat proximity and the opportunity to avoid the threat on subjective, autonomic, respiratory, behavioral and brain-circuit levels of expression. Moreover, the second study analyzed defensive response mobilization during repetitive avoidance of culminating dyspnea for a detailed analysis of initiating and maintaining active avoidance behavior. Extending these findings, the third study investigated the role of maximal voluntary breath-holding time as a possible predictor of excessive defensive threat mobilization to an approaching interoceptive threat, depending on whether it is possible to avoid such threat or not. Finally, in the fourth study predictors of active defensive behavior (i.e., escape/active avoidance) during culminating dyspnea, evoked by increasing inspiratory resistive loads, were examined. The first study revealed common patterns of defensive response mobilization to approaching external and internal threats, irrespective of a given opportunity of avoidance, and a threat-specific respiratory mobilization when the respiratory was inevitable. The data from the second study demonstrated that the initiation of first avoidance behavior from culminating dyspnea is accompanied by indications of response preparation and physiological arousal. Those indications diminished with repetitive avoidance, suggesting a developing habituational avoidance behavior. Moreover, the third study demonstrated that excessive defensive response mobilization to an approaching inevitable respiratory threat was predicted by shorter maximal voluntary breath-holding time, but not when the threat was avoidable. Finally, the fourth study revealed that higher anxiety sensitivity and shorter breath-holding time were associated with active avoidance behavior during culminating dyspnea. Taken together, the present data suggest that defensive mobilization for exteroceptive and interceptive threats are comparable, as well as varying as a function of threat proximity and the behavioral repertoire at hand. Moreover, the proneness to fear body sensations and reduced distress tolerance during breath-holding are associated with elevated anxious response to the sensation of dyspnea. Therefore, these dispositional and biobehavioral factors might facilitate the switch from culminating body sensations into defensive action. This, if performed in a habitual way, might increase the risk for the emergence of psychopathology, as persistent avoidance behavior might be developed.Körpersignale sind elementar für die Aufrechterhaltung der Homöostase, um eine angemessene Regulation der Körperfunktionen zu ermöglichen und dadurch das Überleben des Individuums sicherzustellen. Die bisherige Forschung hat die dysfunktionale Wahrnehmung dieser interozeptiven Signale als wichtigen Bestandteil vieler Angst- und Gesundheitsprobleme identifiziert, da selbst leichte und harmlose Körperempfindungen eine übermäßig starke Mobilisierung von Abwehrreaktionen hervorrufen können. Obwohl das wissenschaftliche Interesse im Bereich Interozeption in den letzten Jahren stark gewachsen ist, wurde die Dynamik von Abwehrreaktionen als Reaktion auf Körpersignale bisher selten untersucht. Daher hatte die vorliegende Arbeit zum Ziel, die verhaltensbezogene und psychophysiologische Dynamik der defensiven Mobilisierung auf bedrohliche interozeptive Signale sowie den moderierenden Effekt von Dispositionsfaktoren und biologisch determinierten Verhaltensmarkern zu untersuchen. In der ersten Studie wurden die Dynamik defensiver Mobilisierung auf eine näher-kommende externe Bedrohung mit einer sich annähernden interozeptiven respiratorischen Bedrohung, in Abhängigkeit von der Bedrohungsnähe und der Möglichkeit zur Vermeidung, bezüglich subjektiver, autonomer und respiratorische Reaktionen sowie Gehirnreaktionen und defensiver Reflexe verglichen. In der zweiten Studie wurde die Mobilisierung defensiver Reaktionen während der wiederholten Vermeidung von kulminierender Atemnot analysiert, um eine detaillierte Analyse der Initiierung und Aufrechterhaltung von aktiven Vermeidungsverhalten zu erhalten. Die dritte Studie unterweiterte die diese Befunde, indem die Rolle der maximalen freiwilligen Luftanhaltezeit als möglicher Prädiktor für eine übermäßig starke Mobilisierung defensiver Reaktionen bei der Konfrontation mit einer näherkommenden respiratorischen Bedrohung, in Abhängigkeit der Möglichkeit zur Vermeidung, untersucht wurde. In der vierten Studie wurden die Prädiktoren für aktives Abwehrverhalten (d.h., Flucht oder aktive Vermeidung bei Konfrontation) während ansteigender Atemnot, induziert durch in der Intensität ansteigende inspiratorische Atemwiderstände gefolgt von einer kurzen Blockade der Einatmung, untersucht. Die erste Studie zeigte, dass das defensive Aktivierungsmuster bei der Mobilisierung defensiver Reaktionen auf eine sich annähernde externe Bedrohung annähernd vergleichbar ist wie bei einer interozeptiven respiratorischen Bedrohung, unabhängig von der Möglichkeit zur Vermeidung. Zusätzlich wurde eine bedrohungsspezifische Mobilisierung des respiratorischen Systems bei der Konfrontation mit der unvermeidbaren interozeptiven Bedrohung beobachtet. Die Daten der zweiten Studie demonstrierten, dass die Initiierung von erstmaligen Vermeidungsverhalten als Reaktion auf ansteigende Atemnot begleitet wird von physiologischen Erregungen als Indikatoren für eine Reaktionsvorbereitung. Diese verschwanden zunehmend mit wiederholter Vermeidung, was auf die Entwicklung von gewohnheitsmäßiger Vermeidung hindeutet. Darüber hinaus wurde in der dritten Studie gezeigt, dass eine übermäßig starke Mobilisierung von Abwehrreaktionen auf eine sich annähernde unvermeidbare respiratorische Bedrohung durch eine reduzierte maximale freiwillige Luftanhaltezeit vorhergesagt wird, jedoch nicht, wenn die Möglichkeit zur Vermeidung vorhanden war. Die vierte Studie demonstrierte, dass eine höhere Angstempfindlichkeit und eine kürzere freiwillige maximale Luftanhaltezeit mit aktivem Vermeidungsverhalten während ansteigender Atemnot assoziiert sind. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Daten, dass die defensive Mobilisierung für eine exterozeptive Bedrohung vergleichbar ist wie für eine interozeptive Bedrohung und sich in Abhängigkeit der Bedrohungsnähe und dem verfügbarem Abwehrrepertoire ändert. Darüber hinaus ist die Neigung, Erregungsgefühle zu befürchten und eine verminderte Belastungstoleranz während freiwilligem Luftanhaltens mit einer erhöhten Angst- und Furchtreaktion auf Atemnotsymptome verbunden. Daher könnten diese dispositionellen und biologischen Verhaltensmarker bei der Konfrontation mit ansteigender Atemnot aktives Vermeidungsverhalten begünstigen und, wenn sie gewohnheitsmäßig ausgeführt werden, kann sich persistentes Vermeidungsverhalten entwickeln, welches das Risiko für die Entstehung einer ernsthaften psychischen Erkrankung erhöht

Impact of Tablet Size and Shape on the Swallowability in Older Adults

Older adults represent the major target population for oral medications, due to the high prevalence of multimorbidity. To allow for successful pharmacological treatments, patients need to adhere to their medication and, thus, patient-centric drug products with a high level of acceptability by the end users are needed. However, knowledge on the appropriate size and shape of solid oral dosage forms, as the most commonly used dosage forms in older adults, is still scarce. A randomized intervention study was performed including 52 older adults (65 to 94 years) and 52 young adults (19 to 36 years). Each participant swallowed four coated placebo tablets differing in weight (250 to 1000 mg) and shape (oval, round, oblong) in a blinded manner on three study days. The choice of tablet dimensions allowed for a systematic comparison between different tablet sizes of the same shape, as well as between different tablet shapes. Swallowability was assessed using a questionnaire-based method. All tested tablets were swallowed by ≥80% of adults, independent of age. However, only the 250 mg oval tablet was classified as well swallowable by ≥80% of old participants. The same was true for young participants; however, they also considered the 250 mg round and the 500 mg oval tablet as well swallowable. Furthermore, swallowability was seen to influence the willingness to take a tablet on a daily basis, especially for an intake over longer time periods

Evaluating heart rate variability with 10 second multichannel electrocardiograms in a large population-based sample

Introduction Heart rate variability (HRV), defined as the variability of consecutive heart beats, is an important biomarker for dysregulations of the autonomic nervous system (ANS) and is associated with the development, course, and outcome of a variety of mental and physical health problems. While guidelines recommend using 5 min electrocardiograms (ECG), recent studies showed that 10 s might be sufficient for deriving vagal-mediated HRV. However, the validity and applicability of this approach for risk prediction in epidemiological studies is currently unclear to be used. Methods This study evaluates vagal-mediated HRV with ultra-short HRV (usHRV) based on 10 s multichannel ECG recordings of N = 4,245 and N = 2,392 participants of the Study of Health in Pomerania (SHIP) from two waves of the SHIP-TREND cohort, additionally divided into a healthy and health-impaired subgroup. Association of usHRV with HRV derived from long-term ECG recordings (polysomnography: 5 min before falling asleep [N = 1,041]; orthostatic testing: 5 min of rest before probing an orthostatic reaction [N = 1,676]) and their validity with respect to demographic variables and depressive symptoms were investigated. Results High correlations (r = .52–.75) were revealed between usHRV and HRV. While controlling for covariates, usHRV was the strongest predictor for HRV. Furthermore, the associations of usHRV and HRV with age, sex, obesity, and depressive symptoms were similar. Conclusion This study provides evidence that usHRV derived from 10 s ECG might function as a proxy of vagal-mediated HRV with similar characteristics. This allows the investigation of ANS dysregulation with ECGs that are routinely performed in epidemiological studies to identify protective and risk factors for various mental and physical health problems