11_Hirnschädigung und neuronale Plastizität Flashcards

Question

Was sind die Ursachen von Parkinson?

Answer 1

Die Parkinson-Erkrankung geht mit einer ausgedehnten Degeneration insbesondere der Substantia nigra (Kern im Mittelhirn) einher, deren Neurone zum Striatum der Basalganglien projizieren und deren Neurotransmitter Dopamin ist. So lassen sich bei Parkinson-Patienten verringerte Dopamin-Konzentrationen in der Substantia nigra und im Striatum messen. Risikofaktoren für Parkinson sind: - Fehlerhafte Gene - Gehirninfektionen - Schlaganfälle - Tumore - Traumatische Hirnverletzungen - Neurotoxine In der Mehrheit der Fälle gibt es keine eindeutige Ursache.

Answer 2

Keine Heliung möglich. Symptomlinderung via: - Injektion von Dopaminagonisten (z.B. L-Dopa): Deren Wirkung lässt aber nach einer gewissen Zeit nach und die Nebenwirkungen überwiegen. – Der Wechsel auf einen anderen Dopaminagonisten lindert die Symptome, bis dessen Wirkung ebenfalls wieder nachlässt - Tiefenhirnstimulation: Mit einer stereotaktisch implantierten Elektrode wird bilateral der Nucleus subthalamicus (liegt direkt unter dem Thalamus und ist mit den Basalganglien verbunden) leicht und hochfrequent elektrisch stimuliert: Mit dieser Stimulation wird die Zielstruktur unterbunden (ähnlich wie bei einer Läsion), wodurch sich die Symptome umgehend lindern (vgl. Fallbeispiel d’Orta S. 91 Lehrbuch). Auch diese Wirkung lässt jedoch in den folgenden Monaten langsam nach und es kommt zu Nebenwirkungen (z.B. kognitive und sprachliche Probleme, Gangstörungen).

Answer 3

- Erste Symptome üblicherweise im Alter von 30-50 Jahren - Geht immer mit schwerer Demenz einher - Anfänglich erhöhte Unruhe - Später schnelle, komplexe, ruckartige Bewegungen ganzer Gliedmaßen (nicht einzelner Muskeln) auch als Chorea bezeichnet - Schliesslich starke motorische Störungen und kognitiver Abbau (bis Unfähigkeit, selber zu essen, Stuhlgang zu kontrollieren oder Personen zu erkennen) - verläuft tödlich innerhalb 15 Jahren

Answer 4

Vererbung durch ein einzelnes dominantes Gen (auf Chromosom 4), dem „Huntingtin“, welches das Huntingtin-Protein kodiert. Der Mechanismus ist nicht abschliessend geklärt. Es scheint so, dass die Proteinaggregation zunimmt – was zu einer Akkumulation von pathologischen Proteinklumpen in den Zellen führt. Da das Gen dominant ist, entwickeln alle Personen, die das Gen tragen, die Störung und auch ungefähr die Hälfte ihrer Nachkommen. Sehr seltene Krankheit mit einer Inzidenz von 1:10'000

Answer 5

Multiple Sklerose (MS) ist eine fortschreitende, in Schüben auftretende Autoimmunkrankheit des Zentralen Nervensystems, wobei das Myelin der Axone angegriffen und somit auch die Funktion der Signalweiterleitung gestört wird. Durch die Demyelinisierung sterben die Axone ab und es bilden sich Verhärtungen (Sklerose), die im Gehirn ersichtlich sind. Die Degeneration der weissen Substanz findet an unterschiedlichen Stellen gleichzeitig statt und verläuft bei jeder betroffenen Person individuell. Deshalb gibt es aufgrund der unterschiedlichen Sklerosebildungen auch keinen einheitlichen Krankheitsverlauf.

Answer 6

- Sehstörungen - Muskelschwäche - Taubheitsgefühl in Armen und Beinen - Tremor - Verlust der motorischen Koordination (Ataxie) - kognitive Defizite - emotionale Veränderungen

Answer 7

- Frauen sind häufiger betroffen als Männer - kälteres Klima - Vitamin-D-Mangel - Nikotinkonsum - Kontakt mit Epstein-Barr-Virus (gehört zu der Familie der Herpesviren, ist sehr verbreitet und kann zum Pfeifferschen Drüsenfieber führen) dar - Genetische Anteile sind eher gering

Answer 8

- häufigste Form einer Demenz - anfangs Gedächtnisprobleme, Aufmerksamkeitsdefizite und Persönlichkeitsveränderungen - Zwischenstadium mit Verwirrung, Reizbarkeit, Angst und Verschlechterung der Sprachfähigkeit - fortgeschrittenes Stadium mit Schluckproblemen und verlust der Blasenkontrolle

Answer 9

Plaques aus Beta-Amyloid - natürlich vorkommendes Eiweiss - wird im gesunden Gehirn problemlos gespalten und abgebaut - Bei Alzheimer: Veränderter Abbau des Amyloid-Vorläuferproteins. Es entstehen Beta-Amyloid-Proteine, die sich als giftige Oligomere nsammeln und verklumpen. - Bildung von unauflöslichen Ablagerungen Fibrillen aus Tau - Tau-Protein befindet sich im Inneren der Zelle - formt Mikrotubuli, welche helfen, Nährstoffe und andere wichtige Substanzen von einem Teil der Nervenzelle zu einem anderen zu transportieren - Bei Alzheimer: wird das Tau-Protein chemisch verändert, dass essich in der Nervenzelle ansammelt und sich in Form von Fasern lagert. Die Zellen verlieren ihre Form, ihre Funktionen und zerfallen.

Answer 10

- Frühe Erkrankung: Familiäre Alzheimer-Krankheit «Autosomal-dominante Vererbung» - nur etwa 1% der Alzheimer-Patienten ist eindeutig erblich - Erkrankung zwischen 30-65 Jahren - Mutationen in 3 Genen: APP (Chromosom 21), Presenilin-1 (Chromosom 14), Presenilin-2 (Chromosom 1) - Altersbedingte Erkrankung: 2-fach erhöhtes Risiko, wenn unter den engsten Angehörigen Alzheimerpatienten sind - vorausgesetzt, dass sie selber ein höheres Lebensalter erreichen - Variation des Apolipoprotein E4 („ApoE4“) - (Chromosom 19) -> für den Abbau des Beta-Amyloid Plaques wichtig

Answer 11

- elektrische Stimulation an Ratten - mit der Zeit verstärkte sich die Entwicklung von Reaktionen (Konvulsionen = Krämpfen), ähnlich denen der Epilepsie - im Unterschied zur Epilepsie sind die Reaktionen nicht spontan, sondern induziert - Mit der Zeit zeigten die Versuchstiere die Anfälle jedoch auch, wenn keine Stimulation mehr verabreicht wurde

Answer 12

- Transgen = den Mäusen werden menschliche Gene injiziert, welche Amyloidplaques begünstigen - Mäuse zeigten wie Alzheimerpatienten auch Neuronenverlust und Gedächtnisstörungen - Modell ist aber nicht unproblematisch, falls nicht Amyloidplaques das Hauptsymptom von Alzheimer wären

Answer 13

Das Modell hat sich aus einem unglücklichen Zufall entwickelt, aus dem die folgenden Fälle einer Parkinson-Erkrankung erfolgten. Vor dem Alter von 50 Jahren ist eine Parkinson-Erkrankung selten, umso überraschender war es deshalb, dass sich bei einer Gruppe junger drogenabhängiger Personen schweren Parkinsonismus entwickelt hatte. Die Gruppe hatte ein neues «synthetisches Heroin» konsumiert, was für die Entwicklung der Krankheit verdächtig schien. Die Personen in der Gruppe zeigten alle typische motorische Merkmale der Parkinson-Erkrankung, Bradykinese (Langsamkeit der Bewegung), Tremor und Rigor. Ebenso waren subtile Merkmale wie die Seborrhoe (Fettigkeit der Haut) und Mikrographie (kleine Handschrift) erkennbar. Anhand der Proben des neuen synthetischen Heroins wurde der schädigende Wirkstoff 1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin, kurz MPTP, identifiziert. Niemand von den Personen hatte sich vollständig erholt. Dieser unglückliche Fall wurde von den Forschenden bald zu einem Vorteil genutzt, um ein benötigtes Tiermodell der Parkinson-Erkrankung zu entwickeln. Es konnte festgestellt werden, dass nichthumane Primaten auf MPTP ähnlich wie Menschen reagieren und dabei Parkinson-ähnliche motorische Symptome, Zellverlust in der Substantia nigra und eine bedeutsame Reduktion von Dopamin im Gehirn zeigen. Ratten sind im Gegensatz zu Mäusen gegenüber MPTP resistent. Mäuse unterscheiden sich je nach Zuchtlinie sehr stark in ihrer Reaktion auf MPTP. Das MPTP-Modell hat sich als sehr nützlich herausgestellt, lässt aber nicht alle Aspekte der Parkinson-Erkrankung modellieren (z.B. die Verursachung). Ausserdem war das Modell für die Entwicklung vieler Behandlungsarten dienlich, insbesondere für die zurzeit im Einsatz stehenden befindlichen dopaminergen Medikamente.

Answer 14

Durchtrennen von Axonen

Answer 15

- Degeneration - Regeneration - Reorganisation - Erholung der Funktion

Answer 16

- anterograde Degeneration (Degeneration des distralen Abschnitts) - retrograde Degeneration (Degeneration des proximalen Abschnitts) - transneuronale Degeneration (Verbreitung der Degeneration von einem auf synaptisch verbundene Neurone)

Answer 17

- findet beei erwachsenen Säugetieren im ZNS nicht statt - Zufallsangelegenheit Nach der axonalen Schädigung entwickeln sich aus neuen Wachstumskegel die peripheren Axone, die entweder: 1. ... wieder über die ursprünglichen Myelinscheiden der Schwann-Zellen (sofern diese nicht verletzt sind) zu ihrem ursprünglichen Zielort gelangen; 2. ... wenn die geschädigten Axone mehr als ein paar Millimeter voneinander getrennt sind, wachsen die regenerierenden Axone oft in die falschen Myelinscheiden und gelangen zu den falschen Zielorten (Fehlverschaltungen) 3. ... wenn die durchtrennten Enden der Myelinscheiden der Schwann-Zellen zu weit voneinander getrennt sind, findet keine Regeneration mehr statt und die Axonspitzen wachsen um den Stumpf herum ("Verklüngelungen), was zum Absterben der Neurone führt.

Answer 18

Wegen den Schwann-Zellen, welche die PNS-Axone myelinisieren und Rückstände und Narbengewebe entfernen. Ausserdem fördern diese die Regeneration über Zelladhäsionsmoleküle, welche das Wachstum von Wachstumsknospen und Axonen fördern und diesen den Weg markieren. Im ZNS befinden sich als Gegenstück die Oligodendroglia, welche die Axone myelinisieren, aber statt Regeneration zu fördern wird diese aktiv gehemmt. Ausserdem bilden Astrozyten nach einer Verletzung Glianarben, welche das axonale Wachstum behindern.

Answer 19

- Verstärkung bereits bestehenden Verbindungen; findet zu schnell statt, so dass sie nicht über neuronales Wachstum erklärt werden kann und sie betrifft nie mehr als zwei Millimeter der Kortexoberfläche. - Bildung neuer Verbindungen über kollaterale Sprossung; sie kann aufgrund der Grösse des Ausmasses der langfristigen Reorganisation nicht als Veränderung bestehender Verbindungen erklärt werden.

Answer 20

Nur in sehr begrenztem Masse möglich

Answer 21

- Kognitive Reserve ist annähernd gleichbedeutend mit Bildung, Intelligenz, Kreativität - Menschen haben Reserve, um Aufgaben auf alternative Weise zu bewältigen (es findet also nicht wirklich eine Erholung der kognitiven Funktionen statt - bessere und eloquentere Umgangsweise / Kompensation

Answer 22

Stammzellen teilen sich unbegrenzt und sind pluripotent, das heisst, dass sie sich zwar nicht in alle, aber in viele Arten reifer Zellen entwickeln können. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Stammzellen für die Neurotransplantation besonders interessant. Um die Jahrhundertwende erhofften sich Forscher (Hochedlinger, 2010), dass sie die von einem menschlichen Embryo gewonnenen Stammzellen in vitro weiter kultivieren können, um diese Stammzellkultur als Quelle für Zellen zu Transplantationszwecken nutzen. Dieses Vorgehen ist sehr interessant, da es gewisse ethische und technische Probleme der Transplantation menschlichen Embryonalgewebes umgehen würde. Unglücklicherweise wurde festgestellt, dass sich bei der wiederholten Zellteilung chromosomale Abnormalitäten anhäuften, wodurch die Stammzellkulturen unbrauchbar wurden. 2007 gelang es Forschern (Takahashi et al.) menschliche Hautzellen zurück in das Stadium von Stammzellen zu führen. Problematisch ist hier die genetische Manipulation, welche für diesen Umwandlungsprozess notwendig ist. Sie macht es schwierig vorherzusagen, wie sich die Zellen im menschlichen Patienten verhalten werden. Ursprünglich lag der Fokus bei der Neurotransplantation darauf, dysfunktionale Neurone mit funktionalen Neuronen zu ersetzen, da angenommen wurde, dass darin der therapeutischen Nutzen besteht. Befunde zeigten aber, dass bei der Implantation andere Mechanismen von Bedeutung sein könnten. Es wurde festgestellt, dass die Implantate die Remyelinisierung verletzter Neurone stimulieren, die Ausschüttung von neurotrophen und wegleitenden Molekülen anregen und sich zu Gliazellen entwickeln können. Jeder dieser Mechanismen kann von therapeutischem Nutzen sein, was Anlass zu weiterer Forschung in diese Richtung gibt.