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Der Vagusnerv: Die Milz schützt das Herz - CAVE: Lunge, Leber, Magen-Darm-Trakt, Atmung, Herzschlag und Verdauung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Verbindung nachgewiesen: Wie die Milz vor dem Herzinfarkt schützt

Was hat die Milz mit dem Herzen zu tun? 

Nur auf den ersten Blick nicht viel. 

  • Verbunden sind Herz und Milz über den Blutkreislauf und den Vagusnerv, der die Arbeit vieler innerer Organe beeinflusst. 
  • Er verläuft vom Gehirn über Herz, Lunge, Leber und Milz bis in den Magen-Darm-Trakt und reguliert unter anderem Atmung, Herzschlag und Verdauung. 

Der Vagusnerv veranlasst die Milz auch dazu, Faktoren freizusetzen, die das Herz vor einem Infarkt schützen – das konnte nun ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen erstmals nachweisen. 

Das European Heart Journal berichtet. 

Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h.c. Gerd Heusch

 Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h.c. Gerd Heusch UDE/UK Essen

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. med. Dr. h.c. Dr. h.c. Gerd Heusch im Institut für Pathophysiologie des Westdeutschen Herz-und Gefäßzentrums des Universitätsklinikums Essen hat den Vagusnerv bei je zehn gesunden Proband:innen auf zwei verschiedenen Wegen gezielt aktiviert: 

Entweder durch eine herzferne Konditionierung (durch mehrmaliges, längeres Aufblasen und Ablassen einer Blutdruckmanschette am Arm) oder eine elektrische Reizung des Vagusnervs an der vorderen Ohrmuschel. 

Die Arbeitsgruppe hatte schon in früheren Arbeiten nachgewiesen, dass eine herzferne Konditionierung das Herz des Menschen vor Minderdurchblutung schützen kann, aber der genaue Mechanismus blieb bisher unverstanden.

In der vorliegenden Studie untersuchte das Forschungsteam nun auch Menschen, denen die Milz entfernt wurde: 

„Sie haben diesen körpereigenen Schutzmechanismus verloren“, erklärt Heusch. 

„Unsere Befunde belegen die enge Beziehung zwischen dem Herzen, dem autonomen Nervensystem und dem Immunsystem des Menschen.“ 

So konnten die Forschenden die Milz als das zentrale Organ identifizieren, das den schützenden Effekt im Körper weitergibt.
In weiteren Studien möchten die Wissenschaftler:innen nun untersuchen, welche Faktoren genau den Schutz vor dem Herzinfarkt vermitteln. 

„Einige der ‚üblichen Verdächtigen‘ unter den Signalproteinen, wie IFN-γ, IL-10, SDF-1α und TNF-α, konnten wir bereits ausschließen“, so Dr. Helmut Lieder, Erstautor der Studie.

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Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h.c. Gerd Heusch, Institut für Pathophysiologie

Hufelandstraße 55
45147 Essen
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Dr. Milena Hänisch
Telefon: 0201-723-1615
E-Mail-Adresse: milena.haenisch@uk-essen.de

Martin Rolshoven
Telefon: 0201-723-6274
E-Mail-Adresse: martin.rolshoven@uk-essen.de


Originalpublikation:

Originalveröffentlichung: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehae250

Prof. Dr. Nils Kroemer: Der Vagusnerv - Kopplung von Signalen des Magens mit dem Gehirn - und körperlichen Symptomen bei Depressionenen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Studie über nicht-invasive Vagusnervstimulation zur Behandlung von körperlichen Symptomen in Bonn bei Depression

Der Vagusnerv spielt eine zentrale Rolle bei der Kommunikation zwischen den Organsystemen des Körpers und dem Gehirn zur Steuerung des Verhaltens. 

In einer gemeinsamen Studie des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und des Universitätsklinikums Tübingen soll nun die Anwendung einer nicht-invasiven transkutanen Stimulation des Vagusnervs (tVNS) zur Behandlung von körperlichen Symptomen bei Depressionen untersucht werden. 

In einer früheren Studie der Universitätsklinika Bonn und Tübingen zeigte sich die tVNS bereits wirksam, um die Kopplung von Signalen des Magens mit dem Gehirn zu verstärken. 

Dieser Mechanismus könnte auch in der Behandlung von Betroffenen mit Depression hilfreich sein. 

 In einer Studie wird am UKB die Anwendung einer nicht-invasiven transkutanen Stimulation des Vagusnervs (tVNS) mittels eines Stimulationsgeräts zur Behandlung von körperlichen Symptomen bei Depressionen untersucht.

In einer Studie wird am UKB die Anwendung einer nicht-invasiven transkutanen Stimulation des Vagusnervs (tVNS) mittels eines Stimulationsgeräts zur Behandlung von körperlichen Symptomen bei Depressionen untersucht. Sven Wasserthal Universitätsklinikum Bonn (UKB)

Auch eine im Fachmagazin „Trends in Cognitive Sciences“ veröffentlichte Übersichtsarbeit zur Forschung vagaler Regulierung von Verhalten und Motivation legt die Wirksamkeit der Methode bei psychischen Krankheitsbildern nahe. 

  • Der Nervus vagus ist der größte Hirnnerv des autonomen Nervensystems (Parasympathikus) und reguliert unterbewusste Prozesse des menschlichen Organismus wie:
  •  Atmung, 
  • Verdauung 
  • oder Herzfrequenz und verbindet durch die Weiterleitung von körpereigenen Signalen fast alle wichtigen inneren Organe mit dem Gehirn.

Vagusnerv-Stimulation in Forschung und Praxis

Bis vor Kurzem war die Forschung zum Vagus-Input und deren klinische Wirkung bei verschiedenen Krankheitsbildern auf die Anwendung invasiv implementierter VNS-Geräte begrenzt, die bei Erkrankungen wie therapieresistenten Epilepsien oder Depressionen bereits seit Jahren eine anerkannte Therapiemethode sind. 

„Die Anwendung einer invasiven Vagusnervstimulation, die meist einer kleinen Operation zur Implantierung eines Stimulationsgerätes bedarf, kann jedoch mit teils schwerwiegenden Nebenwirkungen wie beispielsweise Heiserkeit, Dyspnoe, oder Schluckstörungen einhergehen,“ so Prof. Nils Kroemer, Professor für Medizinische Psychologie an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Bonn (UKB), der auch an der Universität Bonn forscht. „Deshalb ist die nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs als mögliche neue Therapieoptionen bei Erkrankungen wie Adipositas, Essstörungen oder eben Depressionen immer mehr in das Interesse der Forschung gerückt,“ führt Prof. Kroemer weiter aus, der sich im Rahmen seiner Forschungen bereits mehrfach mit der Vagusnervstimulation beschäftigt hat.

So veröffentlichte Prof. Kroemer kürzlich auch eine Übersichtsarbeit im Fachmagazin „Trends in Cognitive Sciences“, die anhand des aktuellen Forschungsstandes auch untermauern konnte, dass die tVNS bei psychischen Erkrankungen wirksam sein könnte. Besonders innovativ ist hierbei sein Ansatz, dass man Störungen der Motivation, wie Antriebslosigkeit bei der Depression, durch tVNS verstärkte Signale des Körpers schneller behandeln könnte.  

  • „Denn normalerweise sorgt die Aktivierung des Gehirns über den Vagusnerv dafür, dass wir uns ausreichend mit Energie versorgen und uns einprägen, wo welche Lebensmittel besonders viel Energie liefern“, sagt Prof. Kroemer.

Die Erkenntnisse der Übersichtarbeit decken sich auch mit den Ergebnissen einer früheren Studie, die Prof. Kroemer gemeinsam mit einem Team an den Universitätskliniken in Bonn und Tübingen zur Beeinflussung menschlichen Verhaltens und körperlicher Wahrnehmung durch nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs durchgeführt hat. 

In der vorangegangenen Studie über die Anwendung einer tVNS zur Modulation der Magen-Hirn-Kopplung zeigte sich, dass sich durch die Methode die Kopplung von Signalen des Magens im Hirnstamm und im Mittelhirn erhöht und zugleich die Kopplung des Magens im gesamten Gehirn durch die Stimulation unmittelbar und schnell zugenommen hatte.

Neue Studie über tVNS zur Behandlung von körperlichen Symptomen bei Depression

Nun soll eine Studie zur Anwendung einer tVNS in der Behandlung von körperlichen Symptomen bei Depressionen untersuchen, ob eben dieser Mechanismus helfen kann, bestimmte Symptome einer Depression, wie beispielsweise Veränderungen im Appetit oder Verdauungsbeschwerden, schneller zu behandeln. Aus Basis der Studienerkenntnisse soll eine zusätzliche Therapieoption zur Anwendung bei Depressionen entwickelt und deren klinische Wirksamkeit untersucht werden. Die Veränderung in der Kommunikation zwischen dem Körper und dem Gehirn gilt als wesentlicher Faktor zur Ausbildung einer Depression. Die tVNS könnte den betroffenen Personen dabei helfen, die Wahrnehmung der Körpersignale wiederherzustellen oder zu verbessern.

Das wichtigste zur Studie auf einen Blick

Für die Studie werden 40 Personen mit Depressionen und 40 physisch und psychisch gesunde Kontrollpersonen aus Bonn und Umgebung gesucht. 

Während der Untersuchung wird der Nervus vagus der Teilnehmenden durch ein spezielles Stimulationsgerät aktiviert. 

Insgesamt beinhaltet die Studie sechs Termine im Labor. 

Eine vollständige Teilnahme umfasst die Messung der Wirkung der Vagusnervstimulation auf das Gehirn und den Magen im Vergleich zu einer Kontrollbedingung sowie eine längere Anwendungsphase der Vagusnervstimulation in zwei Intensitäten. 

Als Aufwandsentschädigung für die Teilnahme erhalten die Teilnehmenden €200 (+Gewinne für Aufgaben zur Motivation, ca. €20).

Weitere Informationen und ein Kontaktformular finden Sie unter:  

https://neuromadlab.org/de/forschung/forschungsprojekte/tvns-zur-behandlung-von-...

Bei Interesse und Fragen senden Sie eine E-Mail an: MedPsyStudien@ukbonn.de 

Neue Studie über nicht-invasive Vagusnervstimulation zur Behandlung von körperlichen Symptomen in Bonn bei Depression

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Prof. Dr. Nils Kroemer
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsklinikum Bonn
Zentrum für Psychische Gesundheit, Uniklinikum Tübingen
Tel. 0228/287-11151
E-Mail: nkroemer@uni-bonn.de
nils.kroemer@uni-tuebingen.de 

Petra Sandow Universitätsklinikum Bonn

Venusberg-Campus 1
53127 Bonn
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Viola Röser
Telefon: +49 228 287-10469
E-Mail-Adresse: viola.roeser@ukbonn.de

Felix Heyder
Herzzentrum
Telefon: 0228 / 287-11904
E-Mail-Adresse: felix.heyder@ukbonn.de

Petra Sandow
E-Mail-Adresse: petra.sandow@ukbonn.de 
Originalpublikation:

Vanessa Teckentrup, Nils B. Kroemer; Mechanisms for survival: vagal control of goal-directed behavior, Trends in Cognitive Sciences; DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2023.11.001


TOP-Studieneinladung/Untersucher-CAVE: Wirkung der Vagusnerv-Stimulation auf den Energiestoffwechsel.

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Hirnstimulation verändert den Stoffwechsel - Stimulation des Vagusnervs beeinflusst den Magen

Der Vagusnerv spielt bei der Kommunikation zwischen Gehirn und Körper eine zentrale Rolle und kann mit einer elektrischen Stimulation am Ohr gezielt angeregt werden. 

Wissenschaftler am Uniklinikum Tübingen konnten jetzt zeigen, dass man die Aktivität des Magens über eine Hirnstimulation ausgehend vom Vagusnerv beeinflussen kann. 
 
Körpereigene Signale spielen eine wesentliche Rolle bei der Steuerung unseres Energiehaushalts.

  • Wenn wir beispielsweise etwas essen, helfen uns Empfindungen wie Geruch und Geschmack bei der Vorbereitung der passenden Verdauung der Nahrung. 
  • Signale aus dem Magen liefern dabei eine wichtige Rückmeldung an das Gehirn, die wir als Sättigung empfinden. 

Das können zum Beispiel der Nährwert des Essens oder die Ausdehnung des Magens durch das Volumen des Inhalts sein. 

Der Vagusnerv spielt bei dieser Kommunikation zwischen Gehirn und Körper eine zentrale Rolle und kann mit einer elektrischen Stimulation am Ohr gezielt angeregt werden. Wissenschaftler am Uniklinikum Tübingen konnten jetzt zeigen, dass man die Aktivität des Magens über eine Hirnstimulation ausgehend vom Vagusnerv beeinflussen kann.

Die Studie

Viele grundlegende Prozesse des Körpers wie die Nahrungsaufnahme werden über Regionen im Hirnstamm mit gesteuert. Um eine experimentelle Steuerung dieser Vorgänge bei gesunden Personen nachzuweisen, wurde bei den Studienteilnehmern der Vagusnerv gezielt stimuliert.
Während die Stimulation des Vagusnervs über ein implantiertes Gerät bereits seit längerem bei der Behandlung von therapie-resistenter Depression eingesetzt wird, gibt es erst seit einigen Jahren Geräte, die es möglich machen den Vagusnerv von außen über die Haut zu stimulieren. Für diese Stimulation wird eine Elektrode so am Ohr platziert, dass ein geringer Stromfluss bereits genügt, um einen Ast des Vagusnervs anzuregen. Dieser Ast des Vagusnervs verläuft bis in den Hirnstamm.

Geprüft wurde bei gesunden Erwachsenen die Wirkung der Vagusnerv-Stimulation auf den Energiestoffwechsel. 


Der Energiestoffwechsel wurde für die Studie durch zwei unterschiedliche Methoden untersucht: Zum einen durch indirekte Kalorimetrie, die es ermöglicht, den Grundumsatz an Energie festzustellen. Der Grundumsatz drückt aus, wie viele „Kalorien“ wir am Tag verbrennen und kann genutzt werden, um den eigenen Energiebedarf exakt zu bestimmen. Zum zweiten wurde ein Elektrogastrogramm gemessen, um die Aktivität des Magens zu untersuchen.  

Zur Unterstützung der Verdauung zieht sich der Magen in einer bestimmten Frequenz zusammen, die von Schrittmacherzellen des Magen-Darm-Trakts vorgegeben wird.  

Muss Nahrung verdaut werden, so steigt die Frequenz und damit auch die Bewegung des Verdauungstrakts. 

Wird die Verdauung nicht benötigt, so sinkt die Frequenz wieder, um Ressourcen für andere Prozesse freizugeben.

  • Die Aktivität der Schrittmacherzellen erzeugt wiederum an der Haut geringe elektrische Signale, die mit auf der Haut aufgeklebten Elektroden gemessen werden können, ähnlich wie bei einem EKG die Herztätigkeit mittels Elektroden aufgezeichnet wird.


Um die Auswirkungen der Vagusnerv-Stimulation zu prüfen, wurden alle Teilnehmer an zwei aufeinanderfolgenden Tagen untersucht. An beiden Tagen wurde vor dem Beginn der Stimulation der aktuelle Zustand des Energiestoffwechsels bestimmt. Weiterhin wurde zuvor zufällig festgelegt, an welchem der beiden Tage die Teilnehmer eine Stimulation am Vagusnerv erhalten und wann eine andere Region am Ohr stimuliert wurde, die den Vagusnerv nicht beeinflusst. Die Stimulation folgte im Anschluss an die Messung des Ausgangszustands, um die Veränderungen durch die Stimulation direkt zu messen und sie zwischen Untersuchungstagen vergleichen zu können.

Ergebnis

Als Folge der Vagusnerv-Stimulation wurde eine deutliche Verlangsamung der Schrittmacherzellen des Magens beobachtet, was zu einer langsameren Verdauung führen sollte.

Auf den Grundumsatz hatte die Stimulation keine akute Auswirkung.

Die Ergebnisse zeigen, dass man die Aktivität des Magen über eine Hirnstimulation ausgehend vom Ohr beeinflussen kann, wohingegen der Grundumsatz an Energie vermutlich erst über einen längeren Zeitraum und in Wechselwirkung mit der Verdauung verändert werden kann.

Ausblick

Die Ergebnisse weisen auf das große Potenzial der Methode der Vagusnerv-Stimulation hin. Die Schaltstelle zwischen Körper und Gehirn ist wichtig für unsere Gesundheit, da Veränderungen in der Wahrnehmung von körpereigenen Signalen häufig ein Merkmal von psychischen Störungen wie Depressionen oder Essstörungen sind. In der Zukunft könnte es denkbar sein, mit einem Stimulationsgerät körpereigene Signale „vorzutäuschen“, beispielsweise, um dem Körper bei leerem Magen zu signalisieren, dass Nahrung vorhanden ist. Oder – bei Depressionen – durch diese körpereigene Stellschraube die Motivation und die Stimmung zu verbessern. Diese Nachahmung von körpereigenen Signalen könnte folglich bei der Behandlung von Erkrankungen wie Depression und Essstörungen helfen, da diese in den Symptomen auch oft eine enge Verknüpfung aus Ernährung, Energiestoffwechsel und Stimmung zeigen. Dr. Kroemer, Studienleiter im Forschungsbereich Translationale Psychiatrie der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie am Uniklinikum Tübingen: „Unser Ziel ist es, zu verstehen, wie man dieses Tor zum motivationalen System des Gehirns für mögliche Therapien am besten nutzbar machen kann.“

Probanden gesucht

Weitere Studien sind geplant, u.a. für Untersuchungen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (Kernspin) zu den Veränderungen im Gehirn in Folge der Stimulation und dem Einfluss auf den Magen.

Teilnehmer, die unter Depressionen und/oder Essstörungen leiden und gesunde Teilnehmer (u.a. als Vergleichsgruppe für die Studien mit Patienten) können sich melden unter 07071/29-62496 oder neuromadlab@klinikum.uni-tuebingen.de. 

Weitere Informationen gibt es auch unter www.neuromadlab.com

Titel der Originalpublikation
Non-invasive stimulation of vagal afferents reduces gastric frequency
Autoren: Vanessa Teckentrup, Sandra Neubert, João C.P. Santiago, Manfred Hallschmid, Martin Walter, Nils B. Kroemer
Brain Stimulation, 01.03.2020
https://doi.org/10.1016/j.brs.2019.12.018

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E-Mail: nils.kroemer@uni-tuebingen.de
Website: www.neuromadlab.com
Twitter: @cornu_copiae

Originalpublikation:
Non-invasive stimulation of vagal afferents reduces gastric frequency
Autoren: Vanessa Teckentrup, Sandra Neubert, João C.P. Santiago, Manfred Hallschmid, Martin Walter, Nils B. Kroemer
Brain Stimulation, 01.03.2020
https://doi.org/10.1016/j.brs.2019.12.018

Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte
http://www.neuromadlab.com