Pathophysiologie des Nervensystems T.1 Adelheid Kresse adelheid.kresse@medunigraz.at Institut für Pathophysiologie & Immunologie Tel: 380-4291

Literatur

Funktionelle Neuroanatomie

Funktionelle Neuroanatomie, enthaltene Transmitter: Neurophysiologie-Grundlagen

Gliazellen Makroglia 1861 Mikroglia

‘Signaling’ : Kommunikation zwischen Körperzellen… Wolfgang Bargmann, 1943 http://www.aerzteblatt.de/archiv/132996/Anatomie-im-Nationalsozialismus-Ohne-jeglichen-Skrupel Ernst und Berta Scharrer, 1949 http://www.acbrown.com/neuro/Lectures/Hpth/NrHpthOtpt.htm

Zentralnervensystem – Peripheres Nervensystem Gehirn Rückenmark Makroglia: Astrocyten, Oligodendrocyten – wie Schwann’sche Zellen aus der Neuralleiste stammend Mikroglia: Makrophagen, enstammen der myeloischen Reihe, gelangen auf Blutweg ins Gehirn

Typen von Nervenzellen: Funktionelle Einteilung

Chemische und Elektrische Synapsen Gap junctions

Die chemische Synapse

Neurotransmitter/Hormon-Rezeptortypen:

Einbringung schädigender Substanzen I Ventrikel/ Liquor www.ohsu.edu/xd/research/centers-institutes/neurology Blut-Hirn-Schranke – BBB = Blood Brain Barrier

Einbringung schädigender Substanzen II Diskrete Einbringung toxischer Substanzen in das ZNS

Beeinträchtigung neuronaler Strukturen

Pathophysiologie der Nervenzelle

Axon-Durchtrennung und deren Folgen zB Sympathicus nach WS durchtrennt – auch postganglionäe Faser geht drauf

Axondurchtrennung peripher: Regeneration möglich

Neuromuskuläre Erkrankungen spinaler und supraspinaler Genese

Funktion der Myelinscheide – Folgen der Demyelinisierung 1 : intakte Myelinscheide, aber zu hohe Frequenz, bzw. Niedrige Temperatur 2: geringfügige Läsion

Schweregrade der Demyelinisierung http://www.neuro24.de/ms.htm

Konsequenzen der Demyelinisierung C = conductance R = resistance

Demyelinisierende Erkankungen: 1 Charcot-Marie-Tooth Syndrom: CMT

Charcot-Marie-Tooth Syndrom:

Multiple Sklerose – Encephalomyelitis disseminata Hirn-MRI 2

Multiple Sklerose (MS) 1868: Jean-Martin Charcot: “la sclerose en plaques” Border US Canada = 49. Breitengrad N

Multiple Sklerose (MS): Autoimmunerkrankung? Entstehungshypothesen: Epstei-Barr nicht mehr im Gespräch

Am J Hum Genet. 2013 Jun 6;92(6):854-65. Network-based multiple sclerosis pathway analysis with GWAS data from 15,000 cases and 30,000 controls. International Multiple Sclerosis Genetics Consortium (74 Autoren – Referenz: J Oksenberg) Image by J.Oksenberg/UCSF

Multiple Sklerose (MS) Voraussetzungen:

Schlüsselprozess in MS

Die Neuromuskuläre Synapse = Motorische Endplatte

Störungen der neuromuskulären Übertragung Können an jedem Teil der Synapse ansetzen: Succinylcholin: Dauerstmulation der Ach-Rezeptoren = Dauerdepolarisation fuehrt zu Inaktivierung der postsynapt. Na-Kanaele Pysostigmin, Organophosphates: Parathion (E605), Malathion, Sarin, Tabun = Ach-E-Hemmer

Autoimmun-Erkrankungen der motorischen Endplatte: 1 Myasthenia gravis 2 Myasthenisches Syndrom Lambert-Eaton Thymom: gutartiger Thymustumor

Autoimmun-Erkrankungen der motorischen Endplatte: 1 Myasthenia gravis 2 Myasthenisches Syndrom Lambert-Eaton

3 Congenitales Myasthenisches Syndrom, CMS

Amyotrophe laterale Sklerose, ALS; Lou-Gehrig‘s-Disease 1869: Jean-Martin Charcot Zum TEIL GENETISCH, ABER NICHT NUR!!!!!!!!!!!

Amyotrophe laterale Sklerose (ALS)

Erkrankungen der motorischen Einheit: -Motoneuron – Axon – motorische Endplatte - Muskel

Tetanie /Tetanus Hypocalzaemie: Clostridium tetani: Tetanus, Wundstarrkrampf

Beeinträchtigung supraspinaler motorischer Systeme Aus: Principles of Neural Science; Kandel-Schwartz eds, chapter: D. Amaral

Simplifizierende Trennung in: Supraspinale motorische Systeme Simplifizierende Trennung in:

I Pyramidales System SPASMOS = Krampf

II Extrapyramidales System

Basalganglien: Putamen = Schale, Ei, Aprikosenkern Nucleus lentiformis: veraltet fuer Striatum & Pallidum

Basalganglien: Verschaltung

Parkinson-Syndrom James Parkinson 1817: „An Essay on the Shaking Palsy“

Morbus Parkinson: Hypokinesie Idiopathisches Parkinson-Syndrom Diseases of the Nervous System, 1886

Morbus Parkinson: Hypokinesie Überschießende Hemmung des Thalamus: MPTP: methy-phenyl-tetrahydropyridine MPPP: methyl-phenyl-propion-oxy-piperidin Barry Kidston, chemistry student (MD, USA) wollte 1976 MPPP als synthetisches Heroin darstellen – dank schlampiger Arbeit, MPTP als Nebenprodukt – akute Parkinson-Symptome, die allerdings dank L-Dopa-Gabe wieder verschwanden. 18 Monate später: Exitus due to Cocaine overdose: post mortem: Schwund an SNC neurons!!!

Parkinson-Therapie S. Nigra compacta, normal S. Nigra compacta, Parkinson Symptome erst nach 70% Ausfall

Parkinson-Therapie-Ansätze D-DOPA combiniert mit non-BBB-gämgigem DOPA-decarboxylase-Hemmer, damit nicht schon alles L-DOPA zu peripher wirkendem Dopamin gespalten wird = Verhinderung peripherer side effects der L-DOPA Therapie

Deep brain Stimulation Tiefe Hirnstimulation DBS Tiefe Hirnstimulation http://en.wikipedia.org/wiki/Image:DBS.png www.medtronic.de http://www.youtube.com/watch?v=yfp-i2nNBQY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=IOHtUzW02cg

Folge einer Enthemmung des Thalamus Hyperkinesien: Folge einer Enthemmung des Thalamus Chorea: - Huntington - Sydenham Hemiballismus: Tardive Dyskinesie: Athetose: langsame schraubenförmige Bewegungen, Dystonie: lang anhaltende Verrenkungen Athetose Dystonie

Chorea Huntington Chorea Sydenham vor allem bei Kindern Huntingtin- akkumulation Exzitotoxische Glutamataktivität Globus palldun INT:normal vom Striatum ABER die Aktivierung vom STN FEHLT

Chorea Huntington: George Huntington “Hereditary chorea”, 1872

Hemiballismus SCHiZOPHRENIE: D2-R-Antagonisten lange engesetzt bewirkt im Striatum eine Aufregulation der D1-R

Tardive Dyskinesie

Nozizeption – Schmerz:

SCHMERZ: Pschyrembel: “komplexe Sinneswahrnehmung unterschiedlicher Qualität (zB. stechend, ziehend, drückend), die in der Regel durch Störung des Wohlbefindens als lebenswichtiges Symptom von Bedeutung ist und in chronischer Form einen eigenständigen Krankheitswert erlangt” IASP (International Association for the Study of Pain): ein unangenehmes Sinnes- und Gefühlserlebnis, das mit aktueller oder potentieller Gewebsschädigung verbunden ist oder mit Begriffen einer solchen Schädigung empfunden und beschrieben wird

Bio-Psycho-Soziale Schmerzdefinition:

Physischer Schmerz: Einteilung Nozizeptiver Schmerz   Neuropathischer Schmerz

Nozizeptive Sensorik 1 Rezeptorebene: 2 Peripherer Nerv: 3, 4, 5, Aufsteigende RM-Bahnen: 6 Läsion im somatosensorischen Cortex: 7 Läsion im assoziativen Cortex: Paraestehesie, Dysaesthesie: Wahrnehmung OHNE adaequaten Reiz

NOZIZEPTOREN Nozizeptor SYNAPSE; REFLEX; NOCICEPTOR

Die Capsaicin-sensitive, primär sensorische C-Fasern

Schmerztransmission Substanz P CGRP = Calcitonin-gene related peptide

Schmerzentstehung: Periphere Mechanismen Normalerweise unterschwellige Reize Allodynie: cutane, Berührung eines Haares genügt um messerscahrfen Schmerz auszulösen (Dusche, Streicheln) SCHMERZ

Nozizeptor- versus Neuropathischer Schmerz Nozizeptiver Schmerz: Neuropathischer Schmerz:

Projizierte Schmerzempfindung I Übertragung Projektion ieS. Phantomschmerz Projektion: zB Quetschung des Ulnaris-Nerven

Projizierte Schmerzempfindung II Trigeminus-Neuralgie

Mechanismen der Schmerzdämpfung Lokal- anaesthetika: Aspirin 1. Lokalanästhetkum: Cocain Lokal- anaesthetika: Aspirin

Zentrale Schmerzverarbeitung

Störungen übergeordneter Hirnfunktionen

Elektro-Enzephalogramm - EEG

Dipol: verschiden polare postsynaptische Potentiale an den Enden der Apikaldendriten der Pyramidenzellenbeiden

EEG: Electro-Encephalogramm

SCHLAF REM: anatomiche und chromosomale Gegebenheiten vorausgesetzt: PENIS-Erektion

Epilepsie

Epilepsie Idiopathisch: Symptomatisch: Sonderform: Photosensitive Epilepsie:) wirre Wimmerlaute der “Ergriffenen” (gr. Epileptos) = “Stimme Gottes” “Fallsucht”; morbus sacer = die heilige Krankheit Hippokrates (460-375 v.Chr.)

Epilepsie Primär generalisierte Anfälle Anfälle mit Fokaler Genese:

Epilepsie: Zelluläre Ursachen Typischer Weise Pyramidenzellen des Neocortex, aber nicht unbedingt - Hippocampus

NMDA: Ca permeael, normalerweise von Mg blockiert

Ca2+-Einstrom/PDS wird begünstigt durch: GAD: glutamic acid decarboxylase