CAVE-Untersucher: Wadenkrämpfe - Elektrolytverschiebungen + Demyelinisierung

Medizin am Abend Berlin - MaAB- Fazit: Häufige Wadenkrämpfe – was hilft?

• Wadenkrämpfe können die Lebens- und Schlafqualität stark beeinträchtigen. 

Leider hilft wenig – und altbewährte Maßnahmen wie Dehnen und Magnesium haben nicht bei allen Patienten Erfolg. 

Bei Menschen, die unter häufigen, langanhaltenden und stark schmerzenden Wadenkrämpfen leiden, können Chininpräparate zum Einsatz kommen. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Chininhaltige Lebensmittel  

In einer aktuellen Studie erwiesen sie sich als wirksam und nebenwirkungsarm. 
 
Wer kennt das nicht?

Wadenkrämpfe treten plötzlich und unerwartet auf und bereiten höllische Schmerzen.

Meistens hält der Spuk nicht lange an, so dass im Prinzip kein (Be-)Handlungsbedarf besteht, es sei denn, die Krämpfe treten häufig oder sogar sehr häufig auf.

Ein Wadenkrampf entsteht nicht in der Muskulatur, ist also kein muskuläres Problem, wie viele denken, sondern ein neurologisches:

Ausgelöst werden Muskelkrämpfe durch spontane Depolarisierungen der Nervenmembranen:

Es bilden sich Aktionspotenziale aus, also Nervenimpulse, die dann im Endeffekt zu einem „Erregungssturm“ im Muskel führen.

Elektrolytverschiebungen können die Reizbarkeit der Nerven, die den Muskel umgeben, erhöhen und die Entstehung von Krämpfen begünstigen. 

Das könnte auch der Grund sein, warum mehr Menschen im Sommer Wadenkrämpfe bekommen – man schwitzt mehr und trinkt u.U. nicht genug.

Es gibt aber noch weitere Risikofaktoren: 

• Ist beispielsweise die aus Myelin bestehende Schutz- bzw. Isolierschicht der Nervenfasern schon etwas dünner oder geschädigt, ist das Risiko für solche krampfauslösenden Impulsentladungen höher. 

• Eine solche Demyelinisierung kann durch unterschiedliche Erkrankungen wie z.B. die diabetische Polyneuropathie oder Schilddrüsenerkrankungen hervorgerufen werden, aber auch durch verschiedene Medikamente, Alkohol oder Vitamin B-Mangel. 

Es liegt auf der Hand, dass sie im Alter häufiger sind als bei jungen gesunden Menschen, weshalb auch Wadenkrämpfe bei älteren Menschen häufiger auftreten.

Hinzu kommen mechanische Auslöser:

Senkt man die Zehenspitzen nach unten, so dass sich der Wadenmuskel verkürzt – wie das beispielsweise der Fall ist, wenn der Fuß durch eine schwere Bettdecke heruntergedrückt wird oder in High-Heels steckt – kann es leichter zu Wadenkrämpfen kommen. „Warum das so ist, wissen wir nicht genau. Es ist wahrscheinlich so, dass durch Gewebsverschiebungen die empfindlichen Nervenendstrecken im Muskel unter Druckspannung geraten, was die elektrischen Entladungen begünstigt“, erklärt Dr. Rainer Lindemuth, Siegen, Erstautor der S1-Leitlinie Crampi/Muskelkrampf [1] der Deutschen Gesellschaft für Neurologie. „Beugt man den Fuß in die Gegenrichtung und streckt den Wadenmuskel, löst sich der Krampf.

Die Akutempfehlung lautet daher, den verkrampften Muskel zu dehnen bzw. seinen Gegenspieler anzuspannen.“

Zur Vorbeugung empfiehlt die Leitlinie regelmäßige passive Dehnübungen der Wadenmuskulatur (z.B. durch Vorbeugen des Körpers im Stand, ohne dass die Fersen den Bodenkontakt verlieren), allerdings schreiben die Autoren, dass die Wirksamkeit in verschiedenen Studien unterschiedlich bewertet wurde, eine klare Evidenz also fehlt. Ebenso wird die Einnahme von Magnesium empfohlen, obwohl die Wirksamkeit nicht ausreichend belegt ist.

„Ein Therapieversuch sollte aber in jedem Falle unternommen werden. Magnesium führt an der Muskelmembran zu einer Stabilisierung und reduziert Aktionspotenziale, die Kontraktionen im Muskel auslösen. Viele Patienten berichten, dass es bei ihnen die Neigung zu Muskelkrämpfen lindert.

Wenn es nicht überdosiert wird, ist Magnesium außerdem unbedenklich und hat keine Nebenwirkungen“, so der Experte.

• „Aufpassen müssen lediglich Menschen mit eingeschränkter Nierenfunktion, sie sollten vor der Dauereinnahme mit ihrem behandelnden Nephrologen sprechen.“

Wenn die Muskelkrämpfe mit diesen Maßnahmen nicht in den Griff zu bekommen sind und die Lebens- und Schlafqualität stark beeinträchtigen, sollte der Weg zum Arzt erfolgen. Er führt dann eine genaue Diagnostik durch. Erst wenn alle behandelbaren Ursachen ausgeschlossen wurden und eine Magnesiumtherapie versucht wurde, sollten bei häufigen und sehr schmerzhaften Krämpfen Chininpräparate zum Einsatz kommen, so die derzeitige Leitlinienempfehlung.

Diese könnte nun aber überholt sein. Eine aktuell in der Fachzeitschrift „MMW - Fortschritte der Medizin“ publizierte multizentrische, nicht interventionelle Studie [2] bestätigte die Wirksamkeit und Verträglichkeit der Behandlung mit Chininsulfat im Versorgungsalltag bei erwachsenen Patienten mit sehr häufigen oder besonders schmerzhaften nächtlichen Wadenkrämpfen. „Anzahl, Dauer und Schmerzintensität der nächtlichen Wadenkrämpfe hatten bei der Mehrzahl der Patienten abgenommen und das Nebenwirkungsprofil war tolerabel. Unerwünschte Arzneimittelwirkungen traten bei 35/592 Patienten auf, schwere unerwünschte Arzneimittelwirkungen überhaupt nicht. Ich denke, es ist möglich, diese Präparate weniger restriktiv einzusetzen, als es die Leitlinien derzeit vorsehen“, erklärt Prof. Dr. Hans-Christoph Diener, Erstautor der aktuellen Studie.

Literatur
[1] https://www.dgn.org/leitlinien/3402-030-037-crampi-muskelkrampf-2017#empfehlunge...
[2] Diener H-C, Baurecht W. Chininsulfat in der Therapie nächtlicher Wadenkrämpfe: Verträglichkeit, Compliance, Lebensqualität und Einfluss auf Symptome. MMW 2019, Sonderheft 6/2019
https://www.springermedizin.de/chininsulfat-in-der-therapie-naechtlicher-wadenkr...

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CAVE-UntersucherVolumenplethysmographie: Endotheliale Dysfunktion - Vorstufe des Prädiabetes Diabetes mellitus Ty 2

Medizin am Abend Berlin - MaAB - Fazit: Von der Gefäßfunktionsstörung zu Diabetes mellitus

Neue Erkenntnisse aus der Gutenberg-Gesundheitsstudie belegen Einfluss von Funktionsstörungen der Endothelzellen auf Entwicklung einer Diabeteserkrankung 
 

Eine Funktionsstörung der Innenschicht der Blutgefäße, auch endotheliale Dysfunktion genannt, erhöht das Risiko, eine Vorstufe des Diabetes mellitus zu entwickeln. 

Das haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Zentrums für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz um Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel und Omar Hahad anhand von Daten der Gutenberg-Gesundheitsstudie der Universitätsmedizin Mainz (GHS) erstmalig nachgewiesen.

Diese neuen Erkenntnisse aus der weltweit größten bevölkerungsbasierten Langzeitstudie wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of the American Heart Association“ veröffentlicht.

Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel und Omar Hahad vom Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz konnten empirisch nachweisen, dass eine Funktionsstörung der endothelialen Zellen in den kleinen Arterien das Risiko erhöht, an einem Prädiabetes oder dem Typ 2-Diabetes mellitus zu erkranken.

Eine weitere Erkenntnis ist, dass die Störung der Endothelfunktion sich langfristig auswirken kann:  

• Münzel und Hahad haben aufgezeigt, dass der Blutzuckergedächtniswert im Blut, der sogenannte HbA1c-Wert, nach fünf Jahren eng an die gestörte Funktion der Endothelzellen gekoppelt ist.

„Unsere Studienergebnisse zeigen auf, dass eine endotheliale Dysfunktion der kleinen Arterien nicht nur eine Folge des Typ-2-Diabetes darstellt, sondern auch der Entwicklung eines Diabetes vorausgehen kann", erläutern Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel, Direktor der Kardiologie I und Studienleiter Omar Hahad.

• Die Verbreitung von Diabetes mellitus, eine auch als Zuckerkrankheit bekannte Stoffwechselstörung, nimmt seit einigen Jahren zu.

Die Tendenz ist weiter steigend: Laut Schätzungen der International Diabetes Federation ist zu erwarten, dass bis zum Jahr 2045 weltweit voraussichtlich knapp 700 Millionen Menschen an Diabetes mellitus erkrankt sind. Mit der Entstehung der Erkrankung ist ein erhöhter Blutzuckerspiegel der Patienten verbunden.

In der Folge entwickeln die Blutgefäße der Diabetiker eine Funktionsstörung, auch endotheliale Dysfunktion genannt. 

Das führt dazu, dass Ablagerungen in den Blutgefäßen zunehmen.

Die Folge: Kleine Partikel der Ablagerungen können die Gefäße verstopfen und einen Herzinfarkt oder Schlaganfall auslösen. Bei Patienten mit Typ-2-Diabetes sind diese Krankheitsereignisse die Haupttodesursache.

Die Ergebnisse von Münzel und Hahad basieren auf Daten von Teilnehmern an der Gutenberg Gesundheitsstudie, bei denen weder Prädiabetes noch Typ 2 Diabetes mellitus vorlagen. Die Wissenschaftler setzten die Technik der Volumenplethysmographie ein, ein Messverfahren, mit dem aufgrund von Volumenschwankungen die Endothelfunktion insbesondere der kleinen Gefäße bestimmt werden kann.

Münzel und Hahad forschen weiter: „Inwieweit diese Ergebnisse entscheidend für die Risikoabschätzung sein können, ob ein Patient voraussichtlich an Diabetes mellitus erkranken wird, soll Gegenstand zukünftiger Studien sein“, erläutert Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel.

Über die Gutenberg-Gesundheitsstudie (GHS)
Die Gutenberg Gesundheitsstudie (GHS) ist eine interdisziplinäre, populationsbasierte, prospektive, monozentrische Kohorten-Studie, die seit 2007 an der Universitätsmedizin Mainz durchgeführt wird. Im Fokus der Studie stehen die Erforschung des Herz-Kreislauf-Systems, aber auch Erkrankungen des Stoffwechsel- und Immunsystems, der Psyche, der Lunge, der Niere, der Augen, des Gehörs und der Haut sowie die Entstehung von Krebserkrankungen. Hierzu werden Lebensstil, psychosoziale Faktoren, Umwelt, laborchemische Parameter sowie das Ausmaß der subklinischen Erkrankung berücksichtigt. Eine umfangreiche Biomaterialbank ermöglicht molekularbiologische Untersuchungen. Im Rahmen der Basisuntersuchung wurden rund 15.000 Individuen aus der rheinland-pfälzischen Landeshauptstadt und dem Landkreis Mainz-Bingen im Alter von 35 bis 74 Jahren zu einem fünfstündigen Untersuchungsprogramm in das Studienzentrum eingeladen. Nach 2,5 Jahren fand ein computer-assistiertes Telefoninterview (CATI) mit einem standardisierten Interview sowie einer Erhebung von auftretenden Erkrankungen und Beschwerden statt. Fünf und zehn Jahre nach Einschluss in die Studie stand eine erneute ausführliche Follow-up-Untersuchung der Teilnehmer im Studienzentrum ähnlich der Eingangsuntersuchung auf dem Studienplan. In der zweiten Phase der Studie (seit Mai 2017) waren die Studienteilnehmer zwischen 45 und 84 Jahren alt. Die Erkenntnisse sollen helfen, die medizinische Prävention, Diagnostik und Therapie zu verbessern.

Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.400 Studierende der Medizin und Zahnmedizin werden in Mainz ausgebildet. Mit rund 8.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die Universitätsmedizin zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de

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Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel
Direktor der Kardiologie I, Zentrum für Kardiologie
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Originalpublikation:

Omar Hahad, Philipp S. Wild, Jürgen H. Prochaska, Andreas Schulz, Iris Hermanns, Karl J. Lackner, Norbert Pfeiffer, Irene Schmidtmann, Manfred Beutel, Tommaso Gori, John E. Deanfield, Thomas Münzel. Endothelial Function Assessed by Digital Volume Plethysmography Predicts the Development and Progression of Type 2 Diabetes Mellitus. J Am Heart Assoc. 2019;8:e012509.
Link: https://doi.org/10.1161/JAHA.119.012509

Herzmuskelschwäche: Herzinfarkt, Bypass-OP, Defibrillator, medikamentöser Therapie

Medizin am Abend Berlin - MaAB- Fazit: Hilfe bei Herzschwäche

Ein neuartiges minimal invasives Verfahren ermöglicht die schonende Verbesserung der Herzmuskelschwäche bei Patienten, denen zuvor nur mit einer offenen Herz-OP geholfen werden konnte. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachLink: revivent-tc 

Eine neue Studie soll jetzt die langfristige Wirksamkeit ermitteln. 


 Herzchirurg Dr. med. Felix Hennig (links), Kardiologe Prof. Dr. med. Sebastian Kelle und Patient Lothar Boltzt Maier/DHZB
 
Von seinem ersten Herzinfarkt im Jahr 1984 konnte sich Lothar Boltzt aus Berlin noch nahezu vollständig erholen.

Kurz nach dem Eintritt ins Rentenalter erlitt der heute 76jährige Maler allerdings wieder einen schweren Herzinfarkt.

Trotz Bypass-OP, eingesetztem Defibrillator und bestmöglicher medikamentöser Therapie ließ die Leistung seines Herzmuskels zuletzt stark nach.

Lothar Boltzt konnte ohne Pause nur noch wenige Meter zu Fuß gehen.

Der Grund: Bei einem Herzinfarkt sterben die betroffenen Bereiche des Herzmuskels ab und vernarben.

Dieses Narbengewebe kann sich im weiteren Verlauf ausdehnen und zu einem sogenannten Aneurysma, also einer „Ausstülpung“ umformen.


Das Blut aus diesem Aneurysma wird nicht in den Körper gepumpt, das durch die Vernarbung ohnehin geschwächte Herz verliert also weiter an Leistung.

Das „klassische“ Behandlungsverfahren dieser Erkrankung ist die chirurgische Entfernung des Aneurysmas und damit die möglichst weitgehende Wiederherstellung der natürlichen Form der linken Herzkammer. Dafür ist allerdings eine Operation am offenen Herzen nötig, bei der das Herz stillgelegt werden und der Kreislauf des Patienten von einer Herz-Lungen-Maschine aufrechterhalten werden muss.

Obwohl sich dieses Vorgehen in erfahrenen Händen bewährt hat – für bereits stark geschwächte Patienten wie Lothar Boltzt bedeutet eine offene Herz-OP eine erhebliche Belastung und ein entsprechend hohes OP-Risiko.

Der gebürtige Westfale war damit ein Kandidat für das neue „Revivent TC“ Verfahren, das in Kalifornien entwickelt und im DHZB als einer der ersten Kliniken Deutschlands vor zweieinhalb Jahren erstmals eingesetzt wurde.

Das Prinzip der neuen minimal invasiven Methode besteht darin, ein spezielles Ankersystem an die Ränder des Aneurysmas zu bringen, mit deren Hilfe das gesamte vernarbte Gewebe aus dem Herzen „ausgestülpt“ wird, sodass danach die linke Herzkammer, wie beim Gesunden, nur noch aus funktionierender Muskulatur besteht.

Für diesen Eingriff, der unter Röntgen- und Ultraschallkontrolle vorgenommen wird, sind lediglich ein wenige Zentimeter langer Einschnitt seitlich am Brustkorb sowie ein Katheterzugang am Schlüsselbein nötig.

„Das Verfahren ist nicht für jeden von ischämischer Herzinsuffizienz betroffenen Patienten geeignet“, sagt Herzchirurg Dr. Felix Hennig, der die Eingriffe gemeinsam mit seinem kardiologischen Kollegen Dr. Christoph Klein durchführt, „wo anwendbar, ist es aber eine schonende neue Alternative, da wir auf eine Durchtrennung des Brustbeins und den Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine verzichten können.

Acht Patienten wurden am DHZB bereits mit dem neuen Revivent-Verfahren behandelt, bislang geht es allen deutlich besser als zuvor.  

Der Eingriff wird am DHZB stets im Team von Kardiologen und Herzchirurgen und in einem modernen Hybrid-OP vorgenommen, der die Möglichkeiten eines Herzkatheter-Labors und eines Operationssaals ideal verbindet.

Lothar Boltzt ist der erste Patient, der nun in die europaweite Studie „REVIVE-HF“ aufgenommen wird, mit der die langfristige Wirksamkeit des Systems geprüft werden soll. Wissenschaftlicher Leiter der Studie ist Prof. Dr. med. Volkmar Falk, Ärztlicher Direktor des DHZB.

Zum Team, das das Revivent-Verfahren am DHZB anwendet und die Studie koordiniert, gehören neben Felix Hennig und Christoph Klein auch die Kardiologen Prof. Dr. med. Sebastian Kelle und Dr. med. Jan Knierim, der Anästhesist Dr. Alexander Mladenow, sowie Herzchirurg Prof. Dr. med. Christoph Knosalla, der chirurgische Leiter des DHZB Programms für Herzinsuffizienz und Transplantation.

Im Rahmen der neuen Studie soll die langfristige Wirksamkeit der Behandlungsmethode nun an 120 Patienten ermittelt werden.

Ihre Werte werden dabei mit jenen anderer Patienten verglichen, die auf herkömmliche Weise, basierend auf den bisher gültigen medizinischen Richtlinien, behandelt werden.

„Die Studie ist ‘zweiarmig‘ und ‚randomisiert‘, was vereinfacht gesagt bedeutet, dass eine unbewusste oder bewusste Auswahl der Patienten ausgeschlossen ist, sei es nun zugunsten oder zuungunsten des neuen Verfahrens“, erläutert Projektkoordinator Sebastian Kelle.


Lothar Boltzt konnte jetzt aus dem DHZB entlassen werden.

Seine Herzleistung hat sich signifikant verbessert.

Und das macht sich für den 76jährigen auch subjektiv bereits deutlich bemerkbar.

Auf dem Weg zum gemeinsamen Fototermin vor dem DHZB mussten die beiden begleitenden Ärzte ihren Patienten angesichts dessen flotten Tempos mehrfach ermahnen, es vorerst noch etwas ruhiger angehen zu lassen.

„Und das“, so Boltzt, „wäre vor einem Monat noch undenkbar gewesen“.

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REM-Schlaf Veränderungen: Ein- oder Durchschlafstörungen (Insomnie)

Medizin am Abend Berlin - MaAB- Fazit: REM-Schlaf von Patienten mit Insomnien weist erhöhte Frequenz an Aufwachereignissen auf

Freiburger Forscher um den Schlafmediziner Prof. Dieter Riemann konnten nun zeigen, dass es bei Menschen, die über Ein- oder Durchschlafstörungen (Insomnie) klagen, zu Veränderungen des REM-Schlafs kommt. 

• Der REM-Schlaf ist der Zustand im Schlaf, in dem unser Gehirn am aktivsten ist, möglicherweise sogar aktiver als im Wachzustand. 

Eine Meta-Analyse belegte, dass bei diesen insomnischen Störungen im Gegensatz zu depressiven Erkrankungen der REM-Schlaf leicht, aber signifikant unterdrückt ist. 
 
Eine mikroanalytische Untersuchung der REM-Schlaf-Regulation an 100 Patienten konnte darüber hinaus zeigen, dass der REM-Schlaf von Patienten mit Insomnien durch eine erhöhte Frequenz an Aufwachereignissen und kurzen Weckreaktionen, sogenannten Mikroarousals, charakterisiert ist. 

Diese Mikroarousals könnten wiederum erklären, warum REM-Schlaf bei Menschen mit Insomnie, anders als bei gesunden Schläfern, eventuell als „wach“ wahrgenommen wird. 

Besteht nun ein Hyperarousal (Übereregtheit, Erschrecken, Angst, starke Unruhe), wie dies bei vielen Menschen mit Insomnie der Fall ist, so betrifft dies auch den REM-Schlaf, der dann wiederum durch eine erhöhte Anzahl von Mikroarousals gekennzeichnet ist, die möglicherweise wiederum bewirken, dass der REM-Schlaf als Grübelei über Schlaflosigkeit und nicht als Träumen empfunden wird. 

• Diese im Schlaf und speziell im REM-Schlaf stattfindenden Grübeleien und Gedankenspiele führen dann am Morgen dazu, dass Menschen mit einer Insomnie ihren Schlaf primär als wach charakterisieren, obwohl sie eigentlich geschlafen haben. 

„Eine entsprechende Untersuchung mit REM-Schlaf-Weckungen aus unserer Arbeitsgruppe konnte diesen Befund stützen.

Zusammenfassend denken wir also, dass eine Instabilität des REM-Schlafs möglicherweise erklären kann, warum viele Menschen mit Insomnie ihren Schlaf als so gestört wahrnehmen, obwohl er auf der Makrostrukturebene dies gar nicht ist. 

Therapeutische Ansätze hierzu werden diskutiert“, erklärt Dieter Riemann.



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Univ. Prof. Dr. rer. soc. Dipl. Psych. Dieter Riemann
Psychologischer Psychotherapeut/ Supervisor KVT, Somnologe (DGSM)/ Behaviorial Sleep Medicine (ESRS), Abteilungsleiter für Klinische Psychologie und Psychophysiologie
Zentrum für Psychische Erkrankungen, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Universitätsklinikum Freiburg

https://www.uniklinik-freiburg.de/psych/team/riemann.html
 

Formen der Epilepsie

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Epilepsie: Funktion von „Brems-Zellen“ gestört

• Bei manchen Formen der Epilepsie ist vermutlich die Funktion bestimmter „Brems-Zellen“ im Gehirn gestört.
•  
• Möglicherweise ist das ein Grund, warum sich die elektrische Fehlfunktion vom Ort ihrer Entstehung über weite Teile des Gehirns ausbreiten kann. 

In diese Richtung deutet zumindest eine aktuelle Studie der Universität Bonn, an der auch Forscher aus Lissabon beteiligt waren. 

Die Ergebnisse erscheinen in Kürze im renommierten „Journal of Neuroscience“, sind aber bereits online abrufbar. 


Ein Interneuron (hell, mit langen Fortsätzen) aus dem Hippokampus der Ratte. Das fein verzweigte Axon (Wolke oben links) umgibt die Zellkörper von Pyramidenzellen und kann diese wirkungsvoll hemmen. © Leonie Pothmann/Uni Bonn
 
Die Forscher hatten für ihre Studie Ratten untersucht, die an einer so genannten Schläfenlappen-Epilepsie litten.

Beim Menschen ist dies die häufigste Form der Erkrankung. 

Leider spricht sie kaum auf die bislang verfügbaren Medikamente an.

„Umso wichtiger ist es, ihren Entstehungs-Mechanismus aufzuklären“, betont Dr. Leonie Pothmann, die über das Thema am Institut für Experimentelle Epileptologie der Universität Bonn promoviert hat.

Die jetzt erschienenen Daten könnten Wissenschaftlern dabei helfen.

Sie deuten nämlich darauf hin, dass bei Patienten ein bestimmter Zelltyp nicht richtig funktioniert.

Betroffen ist eine Klasse von so genannten inhibitorischen Interneuronen – das sind Zellen, die die Erregung von Hirnarealen dämpfen können.

„Wir haben Interneurone im Hippokampus untersucht, einem Bereich im Schläfenlappen, der als Herd epileptischer Anfälle bekannt ist“, erklärt Pothmann.

Eine wichtige Rolle bei der Erregungs-Weiterleitung im Hippokampus übernehmen die Pyramidalzellen. Auf einen elektrischen Reiz hin erzeugen sie ihrerseits Spannungspulse. Diese stimulieren unter anderem Interneuronen, die dann wiederum die Pyramidalzellen hemmen. Diese Rückkopplungsschleife fungiert gewissermaßen als Bremse: Sie verhindert, dass sich die Spannungspulse ungehindert ausbreiten.

Einen entstehenden epileptischen Anfall würden sie auf diese Weise im Keim ersticken, bevor er auf andere Teile des Gehirns übergreifen könnte.

Brems-Simulation im Computer

„Bei den Ratten funktionierte diese Bremse im Vergleich zu gesunden Tieren aber nicht richtig“, sagt Pothmanns Kollege Dr. Oliver Braganza. „Unsere Messungen zeigen, dass die schnelle, robuste Hemmung, die in gesunden Tieren stattfindet, in kranken Tieren stark vermindert ist.“

Um herauszufinden, woran das liegen könnte und was die Auswirkungen sind, simulierten die Wissenschaftler das Zusammenspiel aus Pyramidalzelle und Interneuron am Computer. Dabei veränderten sie bestimmte Eigenschaften des virtuellen Interneurons, bis es sich in der Simulation genauso verhielt wie in den kranken Tieren.

Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf zwei mögliche Störungen zu:

• So scheinen die Interneuronen auf einen Reiz hin die in ihrem Zellinnern gespeicherten Signalmoleküle (Neurotransmitter) nur zu einem geringen Teil zu entlassen. 

• Außerdem funktioniert ihre Membran nicht korrekt: Sie kann nicht so gut ein Spannungsgefälle aufrechterhalten – fast so, als hätte sie einen leichten Kurzschluss. 

Beide Faktoren tragen dazu bei, dass die Interneurone nur vergleichsweise schwach aktiviert werden.

Im Zusammenspiel mit den Pyramidalzellen führte dies in der Computersimulation dazu, dass gerade die Art von Aktivität, die in epileptischen Anfällen entsteht, weitgehend ungehindert weitergeleitet wurde.

„Wir müssen diesen Befunden nun weiter nachgehen“, erklärt Prof. Dr. Heinz Beck, Leiter des Instituts für Experimentelle Epileptologie und Mitglied des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen.

„Zunächst müssen wir herausfinden, ob die beiden Störungen tatsächlich für die Fehlfunktion der Interneuronen verantwortlich sind. Falls ja, eröffnet das langfristig möglicherweise den Weg zu neuen Therapieansätzen.“

Noch seien die Ergebnisse aber reine Grundlagenforschung, betont er. „Ob sie für Patienten Früchte tragen werden, ist keineswegs klar – und wenn, wird es sicher noch viele Jahre dauern.“

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Dr. Oliver Braganza
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Prof. Dr. Heinz Beck
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Originalpublikation:

Leonie Pothmann, Christian Klos, Oliver Braganza, Sarah Schmidt, Oihane Horno, Raoul-Martin Memmesheimer und Heinz Beck: Altered dynamics of canonical feed-back inhibition predicts increased burst transmission in chronic epilepsy; The Journal Of Neuroscience; https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2594-18.2019

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CAVE-Untersucher: Blutplättchenhemmern: Herzinfarkt oder bei einer instabilen Angina pectoris

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Überraschende Erkenntnisse zur Therapie des Herzinfarkts

Nach einem Herzinfarkt oder bei einer instabilen Angina pectoris ist die blutplättchenhemmende Behandlung mit Prasugrel (Efient) für die Patienten besser als mit Ticagrelor(Brilique)

Zu diesem unerwarteten Ergebnis kommt die vom Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und dem Deutschen Herzzentrum München finanzierte, industrie-unabhängige Studie ISAR-REACT 5, die jetzt auf dem ESC Kongress in Paris vorgestellt wurde.  

• Nach einem Jahr kam es in der mit Prasugrel behandelten Patientengruppe zu weniger Herzinfarkten, Schlaganfällen und Todesfällen als in der Patientengruppe, die Ticagrelor erhielt. 

„Auch das Risiko für Blutungen war mit Prasugrel nicht erhöht“, sagt Studienleiterin Professor Stefanie Schüpke vom Deutschen Herzzentrum München, Klinik an der Technischen Universität München (TUM). „Das ist eine sehr gute Nachricht für die Patienten.“ Aufgrund vorangegangener Studien zur Vorbehandlung bei einer bestimmten Form des Herzinfarkts hatten die Wissenschaftler erwartet, dass Ticagrelor als Gewinner aus dem direkten Vergleich mit Prasugrel hervorgeht.

Beide Medikamente gehören zu den Blutplättchenhemmern, die Ärzte nach einem akuten Koronarsyndrom (ACS) standardmäßig verordnen.

Akutes Koronarsyndrom ist ein Oberbegriff für schwerwiegende Durchblutungsstörungen des Herzmuskels.

Dazu gehören der Herzinfarkt und die instabile Angina pectoris. 

Bei Letzterer treten wie bei einem Herzinfarkt drückende, einschnürende Schmerzen im Brustraum auf, andere Kriterien für einen Infarkt fehlen jedoch.

Die Plättchenhemmer sollen verhindern, dass die Blutplättchen verklumpen und erneut Blutgerinnsel in den vorgeschädigten Herzkranzgefäßen bilden. Bislang empfehlen die Behandlungs-Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie Prasugrel und Ticagrelor gleichermaßen. „Welches der beiden Medikamente besser ist, wussten wir bislang nicht, da der direkte Vergleich in einer ausreichend großen ACS-Population über ein Jahr fehlte“, erklärt die DZHK-Forscherin Stefanie Schüpke. Diese Lücke wird nun von den Ergebnissen der ISAR-REACT 5-Studie geschlossen. An der Studie beteiligten sich 23 Zentren in Deutschland und Italien, insgesamt wurden 4.018 Patienten mit einem ACS untersucht.

Die Prasugrel-basierte Strategie ist der Ticagrelor-basierten Strategie überlegen

In die Studie wurde das gesamte Spektrum von Patienten mit ACS eingeschlossen: 41 Prozent der Studienteilnehmer wurden mit der Diagnose Herzinfarkt mit ST-Streckenhebung (STEMI) aufgenommen, 46 Prozent mit einem Herzinfarkt ohne ST-Strecken-Hebung (NSTEMI) und 13 Prozent der Studienteilnehmer mit einer instabilen Angina pectoris.

• Der NSTEMI unterscheidet sich vom STEMI unter anderem durch das Fehlen einer bestimmten Hebung in einem Abschnitt des EKGs, der ST-Strecke. 
• Bei allen Patienten war eine Untersuchung mit dem Herzkatheter geplant.

Die Studienteilnehmer wurden zufällig einer Therapie mit Prasugrel oder Ticagrelor zugeordnet.

Patienten mit Ticagrelor-Therapie erhielten das Medikament schon bevor die Ärzte ihr Herz mit dem Katheter untersuchten. 

Mit Prasugrel wurden nur Patienten mit einem STEMI medikamentös vorbehandelt. 

Aufgrund früherer Studienerkenntnisse erhielten Patienten mit NSTEMI und instabiler Angina pectoris Prasugrel erst nachdem die Herzanatomie bekannt war.

Bei älteren Patienten (ab 75 Jahren) und Patienten mit einem Gewicht unter 60 kg wurde die Erhaltungsdosis von Prasugrel von 10 auf 5 mg pro Tag reduziert.

Die Mehrzahl der Patienten (84 %) wurde mit einer perkutanen Koronarintervention behandelt, 2 Prozent erhielten eine Bypass-Operation und 14 Prozent der Patienten wurden konservativ behandelt.

Nach einem Jahr trat der Endpunkt Tod, erneuter Herzinfarkt oder Schlaganfall seltener bei mit Prasugrel behandelten Patienten auf (6,9 %) im Vergleich zu Patienten, die Ticagrelor erhalten hatten (9,3 %). Gleichzeitig war das Risiko für Blutungen mit der Prasugrel-basierten Strategie nicht erhöht.
Die Ergebnisse der Studie sprechen dafür, sowohl bei einem STEMI als auch bei einem NSTEMI und einer instabilen Angina pectoris Prasugrel zu bevorzugen.

Komfortabler und günstiger

Obwohl die beiden Substanzen eine Hemmung der Blutplättchen bewirken, sind sie chemisch ganz unterschiedlich aufgebaut. Ticagrelor ist ein reversibler Plättchenhemmer, dessen Wirkung schneller nachlässt als die von Prasugrel. Ticagrelor muss daher zweimal täglich eingenommen werden, was den Patienten etwas mehr Therapietreue abverlangt.

• Prasugrel ist hingegen ein irreversibler Plättchenhemmer. Es reicht, ihn einmal täglich einzunehmen. 
• Außerdem ist Prasugrel mittlerweile als Generikum erhältlich und damit günstiger als Ticagrelor.

Relevanz der Studie für die Praxis

Die Studie löst das Dilemma, welches Medikament Ärzte Millionen von Patienten, die jährlich ein ACS erleiden, verordnen sollten.

Außerdem erlaubt sie eine Individualisierung der Plättchen-hemmenden Therapie.

Sie unterstützt das Konzept, zunächst die Diagnose ACS mittels Herzkatheter zu sichern und vermeidet so, dass Patienten Medikamente erhalten, die sie gar nicht benötigen.

Darüber hinaus untermauern die Daten die Sicherheit einer reduzierten Prasugrel-Dosis bei Patienten mit erhöhtem Blutungsrisiko.

Professor Thomas Eschenhagen, Vorstandsvorsitzender des DZHK, lobt nicht nur die hohe Qualität und die klaren Ergebnisse der Studie: „Die ISAR-REACT 5-Studie ist in meinen Augen ein gutes Beispiel für klinische Studien, die das DZHK fördern sollte: Wissenschaftliche Fragestellungen, die unmittelbaren Nutzen für die Patientenversorgung haben, die aber sonst niemand fördern würde.

Der Vergleich von zwei (zu Studienbeginn) noch unter Patentschutz stehenden Medikamenten wäre weder vom Bundesministerium für Bildung und Forschung noch von einem der Hersteller finanziert worden.

Deswegen hat sich das DZHK entschlossen, diese Studie zu unterstützen, und wie man heute sieht, hat sich das mehr als gelohnt.“

Der Diskutant der Studie, Professor Gilles Montalescot vom Hospital Pitie-Salpetriere in Paris, bezeichnete die Studie als Meilenstein, die die klinische Praxis und die Behandlungsempfehlungen beeinflussen wird.

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Prof. Dr. Stefanie Schüpke
Deutsches Herzzentrum München, Klinik an der Technischen Universität München, schuepke(at)dhm.mhn.de

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Christine Vollgraf

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Originalpublikation:

Ticagrelor or Prasugrel in Patients with Acute Coronary Syndromes.
Schüpke S, Neumann FJ, Menichelli M, Mayer K, Bernlochner I, Wöhrle J, Richardt G, Liebetrau C, Witzenbichler B, Antoniucci D, Akin I, Bott-Flügel L, Fischer M, Landmesser U, Katus HA, Sibbing D, Seyfarth M, Janisch M, Boncompagni D, Hilz R, Rottbauer W, Okrojek R, Möllmann H, Hochholzer W, Migliorini A, Cassese S, Mollo P, Xhepa E, Kufner S, Strehle A, Leggewie S, Allali A, Ndrepepa G, Schühlen H, Angiolillo DJ, Hamm CW, Hapfelmeier A, Tölg R, Trenk D, Schunkert H, Laugwitz KL, Kastrati A; ISAR-REACT 5 Trial Investigators. N Engl J Med. 2019 Sep 1. DOI: 10.1056/NEJMoa1908973

Die Müdigkeit und der Schlaf: Aktivitäts- und Schlafphasen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Elementares Prinzip zur Regulierung von Müdigkeit und Schlafqualität

Tiefschlafphasen im Menschen sind durch rhythmische Hirnströme charakterisiert. 

Ein Forschungsteam des Exzellenzclusters NeuroCure an der Charité – Universitätsmedizin Berlin konnte nun erstmals langsame rhythmische Hirnströme auch bei Taufliegen beobachten. 


Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten weiterhin zeigen, dass die zeitliche Taktung spezifischer neuronaler Netzwerke für Müdigkeit und Schlafqualität entscheidend ist. 

Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Current Biology* veröffentlicht. 
 

• Befindet sich ein Mensch im Tiefschlaf, sind Millionen Neurone der Großhirnrinde im Gleichtakt aktiv und generieren langsame, rhythmische Ströme. 

Diese lassen sich mittels EEG messen.

• Ist der Mensch längere Zeit wach oder einem Schlafentzug ausgesetzt, lässt sich eine ebensolche Hirnaktivität beobachten. 

Sie ist dann ein Zeichen für Müdigkeit. 

Offenbar gilt diese Erkenntnis nicht nur für den Menschen und andere Wirbeltiere, sondern ist ein Prinzip, das sich früh im Stammbaum des Lebens entwickelt hat und Aktivitäts- und Schlafphasen steuert. Den Nachweis konnte die Arbeitsgruppe um Dr. David Owald, Leiter der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe am Institut für Neurophysiologie, nun anhand der Taufliege Drosophila melanogaster erbringen.

Um herauszufinden, welche Rolle die Gleichtaktung neuronaler Netzwerke und das Generieren der charakteristischen Gehirnaktivität bei der Schlafsteuerung spielen, hat das Forschungsteam neuartige optische Spannungssensoren in schlafregulierende Nervenzellen der Fliegen eingebracht.

„So war es uns erstmals möglich, gleichzeitig die Aktivität individueller Zellen zu beobachten“, erklärt Erstautor der Studie Dr. Davide Raccuglia. Bei müden Tieren zeigte die Gesamtheit der beobachteten Nervenzellen langsame rhythmische Ströme.

Gezielte Lichtaktivierung einzelner Neurone machte außerdem Netzwerke sichtbar, deren Aktivierung ursächlich für die Gleichtaktung elektrischer Muster in Schlafneuronen ist.

„Der Prozess hängt maßgeblich von bestimmten Rezeptoren, sogenannten NMDA-Rezeptoren, ab, sowie von Netzwerken, die die Taktung der inneren Uhr vermitteln“, erklärt Dr. Raccuglia.

Durch genetische Veränderung der NMDA-Rezeptoren ließen sich zudem gezielte Ein- und Durchschlafstörungen hervorrufen.

„Schlafbezogene Hirnaktivität ist demnach in evolutionär stark entfernten Spezies vergleichbar.

Somit können wir auf diesem Weg weitere mechanistische und molekulare Faktoren identifizieren, die für Schlafqualität relevant sind“, resümiert Arbeitsgruppenleiter Dr. Owald.

Die grundlegenden Erkenntnisse können künftig genutzt werden, um Schlafstörungen bei Menschen besser zu verstehen und potentiell zu behandeln.

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Originalpublikation:

*Raccuglia D et al.,. Network-Specific Synchronization of Electrical Slow-Wave Oscillations Regulates Sleep Drive in Drosophila. Curr Biol. 2019 Oct 17 doi: 10.1016/j.cub.2019.08.070

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https://www.charite.de/forschung/forschung_an_der_charite/forschungsprojekte/deu...

Erkrankungen des Herzens/Gefäßsysteme: erforscht, diagnostiziert und therapiert

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: 

Medizin des Herzens

Er weiß, wie man kranke Herzen entlastet: 

Dr. Arjang Ruhparwar therapiert ihre Schwäche u.a. mit Kunstherzen. 

Der neue Professor forscht in der Klinik für Thorax- und Kardiovaskulärer Chirurgie des Westdeutschen Herz- und Gefäßzentrums (WHGZ) am Universitätsklinikum Essen (UK Essen). 

Zugleich hat er den Lehrstuhl für Herzchirurgie an der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) angenommen. 


Prof. Dr. Arjang Ruhparwar UDE/Frank Preuß
 
Kunstherzen sind mechanische Pumpen, die in und außerhalb des Körpers eingesetzt werden.

Ihre Aufgabe: sauerstoffgesättigtes Blut in die Herzkammern transportieren.

Bevor ein neues Organ transplantiert wird, lässt sich damit das kranke Herz unterstützen.

Erst wenn Prof. Dr. Arjang Ruhparwar das nicht mehr hilft, wird an Transplantation gedacht.

„Mir geht es darum, die Herzchirurgie mit der Kardiologie zu verzahnen“, sagt Ruhparwar. 

• Der 51-Jährige möchte die Entwicklung neuer Herzmuskelzellen durch Stammzellen vorantreiben, neues Gewebe künstlich herstellen (tissue engineering) sowie die Gentherapie erforschen.

Ruhparwar kommt von der Universität Heidelberg, wo er sich 2009 über die Transplantation von Stammzellen bei Herzinfarkten habilitierte.

Dort leitete er zudem die Bereiche Herztransplantation und Kreislauf-Unterstützungssysteme, Aorten- und Koronarchirurgie der Klinik für Herzchirurgie.

Zuvor war er u.a. Arzt und Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Medizinischen Hochschule Hannover (1994-2006) und forschte von 1997 bis 1999 an der Indiana University in den USA.

Das WHGZ ist ein überregionales Zentrum der kardiovaskulären Maximalversorgung.

Hier werden Erkrankungen des Herzens und der Gefäßsysteme erforscht, diagnostiziert und therapiert.



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Alexandra Nießen
Tel. 0203/37- 91487
alexandra.niessen@uni-due.de

Beate Kostka M.A. Universität Duisburg-Essen
Forsthausweg 2
47057 Duisburg
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Telefon: 0203 / 379-2430
Fax: 0203 / 379-2428
E-Mail-Adresse: beate.kostka@uni-due.de

Prof. Dr. med. Arjang Ruhparwar, Klinik für Thorax- und Kardiovaskuläre Chirurgie,
Tel. 0201/723-4901, arjang.ruhparwar@uk-essen.de

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http://www.uk-essen.de/herzchirurgie/klinik/

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen:

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wenn Blutgefäße zu durchlässig sind

Blutgefäße bieten neue Ansatzpunkte für die Behandlung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen 


Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen tritt aus den Blutgefäßen (gelb, rot) Flüssigkeit in die dazwischenliegenden Vertiefungen der Darmwand aus (grün).
Bild: Uni-Klinikum Erlangen

Wenn Blutgefäße zu durchlässig sind 

In Deutschland leiden etwa 400.000 Menschen an chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen.

Am Universitätsklinikum Erlangen gelang jetzt erstmals der Nachweis, dass Fehlsteuerungen in Blutgefäßen eine wesentliche Rolle bei der Entstehung solcher Krankheiten spielen.

Durch die Behebung dieser Fehlsteuerung konnte in experimentellen Modellsystemen der Krankheitsverlauf deutlich verbessert werden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Erlanger Forscherinnen und Forscher jetzt im Journal of Clinical Investigation*.

Erkrankungen des Menschen basieren häufig auf fehlgesteuerten Zellen. 

  Bei Untersuchungen zu den Mechanismen chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen standen bisher die Epithelzellen, die die Barriere vom Darm zum umgebenden Gewebe aufbauen, und die Entzündungszellen im Vordergrund.

Obwohl bekannt ist, dass Entzündungszellen nur über die Blutgefäße in die entsprechenden Gewebe gelangen können, wurde die Rolle von Blutgefäßen bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen bisher nur am Rande erforscht. Eine vertiefende Untersuchung zur Rolle von Blutgefäßen hat jetzt eine Forschergruppe der Molekularen und Experimentellen Chirurgie (Leiter: Prof. Dr. Michael Stürzl) an der Chirurgischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. Robert Grützmann) in Zusammenarbeit mit Gruppen der Medizinischen Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie (Direktor: Prof. Dr. Markus F. Neurath) des Uni-Klinikums Erlangen und des Optical Imaging Centre Erlangen (OICE) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg durchgeführt.

Stark durchlässige Blutgefäße

Das interdisziplinäre Kooperationsprojekt, das im Wesentlichen Victoria Langer im Rahmen ihrer Doktorarbeit experimentell umsetzte, ergab, dass die Blutgefäße bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen besonders durchlässig (permeabel) sind.

Als Ursache identifizierten die Forscherinnen und Forscher in molekularen Analysen eine fehlgesteuerte Zell-Zell-Interaktion bei den Endothelzellen.

Endothelzellen bilden die Hülle von Blutgefäßen und sind für deren Dichtigkeit verantwortlich. 

Die Fehlsteuerung wird durch ein spezifisches Zytokin verursacht, das als Interferon- bezeichnet wird und das im chronisch entzündeten Darmgewebe in erhöhten Konzentrationen vorliegt.

Die erhöhte Permeabilität der Blutgefäße konnte an verschiedenen experimentellen Modellen und auch bei Patientinnen und Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen nachgewiesen werden.

Die große Bedeutung der Blutgefäßpermeabilität zeigte sich, als mit genetischen Verfahren am experimentellen Tiermodell die Fähigkeit von Endothelzellen, auf Interferon- zu reagieren, gehemmt wurde und dies den Krankheitsverlauf deutlich abschwächte. 

• Von besonderer klinischer Bedeutung ist, dass auch das Medikament Imatinib (Glivec®) die Gefäßdurchlässigkeit hemmte, was den Krankheitsverlauf ebenfalls deutlich unterdrückte. Imatinib (Glivec®) wird bisher vorwiegend in der Krebstherapie eingesetzt.

Die Studie der Erlanger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler belegt erstmals die große Bedeutung des Blutgefäßsystems bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen und eröffnet neue Ansätze für die Therapie. 

Prof. Stürzl nahm chronisch-entzündliche Darmerkrankungen erst vor wenigen Jahren in sein Forschungsspektrum auf.

Er hebt besonders die hervorragenden Kompetenzen rund um Entzündungsprozesse und optische bildgebende Verfahren hervor, die das Uni-Klinikum Erlangen und die FAU Erlangen-Nürnberg bieten und die ihm einen raschen und erfolgreichen Quereinstieg ermöglichten.

Nun hat Michael Stürzl die neu erkannten Krankheitsmechanismen und neue Behandlungsmöglichkeiten im Blick.

Er sagt: „

Wir hoffen natürlich sehr, dass unsere Ergebnisse langfristig den Patientinnen und Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen nützen.

Dies wird nicht zuletzt dadurch unterstützt, dass das Medikament, das im Tiermodell erfolgreich war, auch schon für klinische Anwendungen zugelassen ist.“



Gefäße, die nicht auf Interferon- reagieren, bleiben unter diesen Bedingungen dicht (Bild 2).
Bild: Uni-Klinikum Erlangen


* Link zur Studie:
https://doi.org/10.1172/JCI124884

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Prof. Dr. Michael Stürzl
Tel.: 09131/85-39522
michael.stuerzl@uk-erlangen.de

Schlossplatz 4
91054 Erlangen
Deutschland
Bayern


Dr. Susanne Langer
E-Mail-Adresse: susanne.langer@fau.de

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Originalpublikation:

https://doi.org/10.1172/JCI124884

CAVE: Schwangerschaften: Brot und Müsli

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit:

Babys im Mutterleib von Umweltöstrogenen belastet

Das frühkindliche Leben im Mutterleib ist besonders empfindlich für die Wirkung von Umweltschadstoffen. 

Ein Team der Empa und der Universität Wien konnte nun erstmals nachweisen, wie sich ein Schadstoff aus Lebensmitteln - das Umweltöstrogen Zearalenon - im Mutterleib verbreitet und zu bedenklichen Stoffwechselprodukten umgewandelt wird. 



Das Lebensmittelöstrogen Zearalenon wandert durch die Plazenta, wie Forschende der Universität Wien und der Empa nun erstmals zeigen konnten.

Babys im Mutterleib von Umweltöstrogenen belastet

Universität Wien
 
Fremdöstrogene werden über die Umwelt, insbesondere über die Nahrung, aufgenommen. Sie können als östrogenartige Substanzen den körpereigenen Hormonhaushalt tiefgreifend beeinflussen.

• Das weit verbreitete Lebensmittelöstrogen Zearalenon wird von Schimmelpilzen der Gattung Fusarium gebildet und gelangt vor allem über den Speiseplan mit Brot oder Müsli in unseren Körper.

«Die Plazentaschranke bietet dem ungeborenen Kind einen gewissen Schutz gegenüber Bakterien, Viren und manchen Fremdstoffen wie zum Beispiel bestimmten Medikamenten oder vom Körper aufgenommene Umweltgifte. 

Doch Zearalenon wandert, wie wir nun erstmals zeigen konnten, durch die Plazenta hindurch», sagt Benedikt Warth vom Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie der Universität Wien.

Einzigartiger Mutterkuchen

Der Weg von Zearalenon durch den Mutterleib konnte bei Analysen ermittelt werden, für die voll funktionierende Plazenten, die nach geplanten Kaiserschnitten zur Verfügung standen, genutzt wurden. «Es ist entscheidend, menschliche Plazenten zu verwenden, um aussagekräftige Resultate zum Transport und Stoffwechsel von Zearalenon zu erhalten», sagt Empa-Forscherin Tina Bürki vom Particles-Biology Interactions-Labor in St. Gallen. 
 
Empa-Forscherin Tina Bürki im Plazenta-Labor in St.Gallen.Babys im Mutterleib von Umweltöstrogenen belastet Empa
 
«Der Grund sind die Eigenschaften des menschlichen Mutterkuchens, weil Struktur, Funktion und metabolische Kapazität einzigartig und spezifisch sind."

Die Forschenden ermittelten nicht nur die Konzentrationen von Zearalenon im Gewebe der Plazenta selbst. Sie simulierten mittels einer Nährlösung vor Eintritt und nach Austritt aus der Plazenta auch den Bereich des Stofftransports, dem der Fötus ausgesetzt ist. Gleichzeitig konnten sie die verschiedenen Stoffwechselprodukte untersuchen, die durch Enzyme in der Plazenta gebildet werden.

70-fach erhöhte Aktivität

«Sobald wir Umweltstoffe aufnehmen, werden diese im Körper über unseren Stoffwechsel in der Regel entgiftet und ausgeschieden. Es gibt aber auch Enzyme, die diese Substanzen noch stärker aktivieren», sagt Bürki. So auch in diesem Fall: Die Plazenta bildet aus Zearalenon ein neues Stoffwechselprodukt mit einer etwa 70-fach höheren Östrogenaktivität. Selbst geringe Konzentrationen könnten damit schon einen grösseren Effekt auf das Kind im Mutterleib haben als bisher angenommen. «Diese Erkenntnis sollte in künftigen Risikobewertungen berücksichtigt werden – auch wenn die Grenzwerte schon jetzt in Kindernahrung und Muttermilchersatzprodukten strenger geregelt sind als für normale Produkte und die EU die weltweit niedrigsten Grenzwerte eingeführt hat», so Benedikt Warth.

Das körpereigene Gleichgewicht der Hormone ist sehr sensibel.

• Man geht davon aus, dass sich eine frühe Exposition mit Fremdöstrogenen viele Jahrzehnte später auf verschiedene Erkrankungen wie Brust- oder Gebärmutterhalskrebs, aber auch auf andere Symptome wie eine verfrühte Pubertät oder Unfruchtbarkeit auswirken könnte.

 «Bis weitere Forschungsergebnisse vorliegen, kann man lediglich zu einer abwechslungsreichen Ernährung raten, um die Belastung mit den Giftstoffen zu reduzieren», so das Autorenteam.

Mit der Analysemethode können über 50 verschiedene Fremdöstrogene in biologischen Proben simultan nachgewiesen werden. «Unsere Methode umfasst praktisch alle wichtigen Fremdstoffe, die auf das östrogene System wirken. Das beinhaltet auch zahlreiche andere Substanzen, über die aktuell viel diskutiert wird, wie Bisphenol A oder Pestizide», so Warth. Mit der neuen analytischen Methode erhoffen sich die Forschenden, künftig die Exposition und kombinatorischen Wirkungen von Umweltschadstoffen im menschlichen Körper besser untersuchen zu können.

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Dr. Tina Bürki
Laboratory for Particles-Biology Interactions
Empa
Tel. +41 58 765 7696
tina.buerki@empa.ch

Assoz. Prof. Dr. Benedikt Warth
Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie
Universität Wien
Tel. +43 664 60277 70806
benedikt.warth@univie.ac.at
https://exposomics.univie.ac.at/
https://lmc.univie.ac.at/

Rainer Klose Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
Telefon: +41 58 765 4733
E-Mail-Adresse: rainer.klose@empa.ch
Ueberlandstr. 129
8600 Dübendorf
Schweiz
Zürich 

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Originalpublikation:

B Warth, K Preindl, P Manser, P Wick, D Marko, T Buerki; Transfer and metabolism of the xenoestrogen zearalenone in human perfused placenta; Environmental Health Perspectives (2019); https://doi.org/10.1289/EHP4860