Zusammenfassung
Innerhalb der autosomal-dominant vererbten spinozerebellären Ataxien (SCA) sind zurzeit 26 genetisch determinierte Typen bekannt, deren Prävalenz in Abhängigkeit von Ätiologie und Genetik variiert. Der häufigste Typ ist die SCA3 oder auch Machado-Joseph-Erkrankung mit einer Prävalenz von regional unterschiedlich bis zu 3 %. Kennzeichnendes Merkmal der SCA ist die auch innerhalb eines Types heterogene klinische Präsentation, die eine Zuordnung zu einem Typen der SCA nach klinischen Kriterien erschwert. Der Einsatz von paraklinischen diagnostischen Verfahren zur weiteren Charakterisierung der SCA-Typen ist daher zum besseren pathophysiologischen Verständnis und zur klaren klinischen Einteilung anzustreben. Unter den dazu eingesetzten neurophysiologischen Verfahren wird in dieser Übersichtsarbeit die aktuelle Befundsituation bei SCA-Patienten in der Untersuchung mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) und transkranieller Hirnparenchymsonographie (TCS) dargestellt. In den TMS-Untersuchungen ergab sich als kennzeichnend für die SCA1 eine deutlich verlängerte zentralmotorische Leitungszeit und erhöhte Ruhemotorschwellen, für die SCA3 eine Vergrößerung der MEP-Amplitude und -Fläche und für die SCA2, 3 und 17 eine Reduktion der kurzlatenzigen intrakortikalen Fazilitierung im Doppelpulsparadigma. Ähnliche Befunde wurden allerdings auch in TMS-Studien zu verschiedenen anderen degenerativen Kleinhirnerkrankungen gefunden. In den bislang wenigen Untersuchungen mittels TCS ergaben sich für Patienten mit einer SCA3 und SCA17 eine Erweiterung des IV. Ventrikels und Hyperechogenitäten im Bereich der Basalganglien. Auffällig für die Patienten mit einer SCA17 fand sich zudem eine Hypoechogenität der Hirnstammraphe. Zusammenfassend ergeben sich für die TMS- und TCS-Untersuchungen in verschiedenen SCA-Typen distinkte, wenn auch nicht spezifische pathologische Muster, die in der differenzialdiagnostischen Einordnung dieser Patienten hilfreich sind.
Abstract
Spinocerebellar ataxia (SCA) is a term recently used for genotype-based autosomal dominant ataxic disorders of which by now 26 subtypes are known with varying prevalence depending on subtype and geographical distribution. The most common subtype is SCA3 with a presumed prevalence of up to 3 %. Typically SCA have a wide range of clinical signs also within a distinct subtype, which makes a clinically-based diagnosis impossible. The relevance of supplementary investigations including neurophysiological procedures in SCA patients lies in characterising the distinct pattern of findings of SCA subtypes, and by this, assisting in offering a rational use of neurogenetical testing. We give below a summary of present findings of SCA patients investigated by transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial brain parenchyma sonography (TCS). TMS investigations showed a significant prolongation of central motor conduction time and a raised resting motor threshold in SCA1, an enlarged MEP amplitude and area in SCA3, and a reduced intracortical facilitation in SCA2, 3 and 17. However, similar findings have been reported for patients with other types of degenerative cerebellar syndromes. There are so far only two reports of SCA patients investigated with TCS. For SCA3 as well as for SCA17 hyperechogenicities of basal ganglia and a dilated fourth ventricle were detected. SCA17 patients also showed a hypoechogenicity of the brain stem raphe. Summing up, TMS and TCS investigations showed findings with distinct patterns of alterations related to SCA subtypes. Albeit lacking specificity, these findings could be helpful in the differential diagnosis of SCA patients.
Key words
Spinocerebellar ataxia - SCA - genetics - transcranial magnetic stimulation - transcranial brain parenchyma sonography
Literatur
1
Schöls L, Bauer P, Schmidt T, Schulte T, Riess O.
Autosomal dominant cerebellar ataxias: clinical features, genetics, and pathogenesis.
Lancet Neurol.
2004;
5
291-304
2
Ferbert A, Priori A, Rothwell J C, Day B L, Colebatch J G, Marsden C D.
Interhemispheric inhibition of the human motor cortex.
J Physiol.
1992;
453
525-546
3
Meyer B U, Roricht S, Einsiedel H Gräfin von, Kruggel F, Weindl A.
Inhibitory and excitatory interhemispheric transfers between motor cortical areas in normal humans and patients with abnormalities of the corpus callosum.
Brain.
1995;
118
429-440
4
Cantello R, Gianelli M, Civardi C, Mutani R.
Magnetic brain stimulation: the silent period after the motor evoked potential.
Neurology.
1992;
42
1951-1959
5
Roick H, Giesen H J von, Benecke R.
On the origin of the postexcitatory inhibition seen after transcranial magnetic brain stimulation in awake human subjects.
Exp Brain Res.
1993;
94
489-498
6
Kujirai T, Caramia M D, Rothwell J C, Day B L, Thompson P D, Ferbert A, Wroe S, Asselman P, Marsden C D.
Corticocortical inhibition in human motor cortex.
J Physiol.
1993;
471
501-519
7
Postert T, Eyding J, Berg D, Przuntek H, Becker G, Finger M, Schols L.
Transcranial sonography in spinocerebellar ataxia type 3.
J Neural Transm.
2004;
68, Suppl
123-133
8
Wolters A, Walter U, Benecke R, Rolfs A.
Neurophysiological characterization of autosomal dominant spinocerebellar ataxia 17.
Klin Neuro.
2004;
35
125-222, P325
9
Becker G, Seufert J, Bogdahn U, Reichmann H, Reiners K.
Degeneration of substantia nigra in chronic Parkinson's disease visualized by transcranial color-coded real-time sonography.
Neurology.
1995;
45 (1)
182-184
10
Yokota T, Sasaki H, Iwabuchi K, Shiojiri T, Yoshino A, Otagiri A, Inaba A, Yuasa T.
Electrophysiological features of central motor conduction in spinocerebellar atrophy type 1, type 2, and Machado-Joseph disease.
J Neurol Neurosurg Psychiatry.
1998;
65 (4)
530-534
11
Schols L, Riess O, Schols S, Zeck S, Amoiridis G, Langkafel M, Epplen J T, Przuntek H.
Spinocerebellar ataxia type 1: Clinical and neurophysiological characteristics in German kindreds.
Acta Neurol Scand.
1995;
92
478-485
12
Perretti A, Santoro L, Lanzillo B, Filla A, Michele G De, Barbieri F, Martino G, Ragno M, Cocozza S, Caruso G.
Autosomal dominant cerebellar ataxia type I: multimodal electrophysiological study and comparison between SCA1 and SCA2 patients.
J Neurol Sci.
1996;
142
45-53
13
Abele M, Burk K, Andres F, Topka H, Laccone F, Bosch S, Brice A, Cancel G, Dichgans J, Klockgether T.
Autosomal dominant cerebellar ataxia type I. Nerve conduction and evoked potential studies in families with SCA1, SCA2 and SCA3.
Brain.
1997;
120
2141-2148
14
Schols L, Amoiridis G, Buttner T, Przuntek H, Epplen J T, Riess O.
Autosomal dominant cerebellar ataxia: phenotypic differences in genetically defined subtypes?.
Ann Neurol.
1997;
42
924-932
15
Restivo D A, Giuffrida S, Rapisarda G, Antonuzzo A, Saponara R, Reggio A, Trovato Salinaro A, Raffaele R, Domina E, Trovato A, Condorelli D F, Pennisi G.
Central motor conduction to lower limb after transcranial magnetic stimulation in spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2).
Clin Neurophysiol.
2000;
111
630-635
16
Schwenkreis P, Tegenthoff M, Witscher K, Bornke C, Przuntek H, Malin J P, Schols L.
Motor cortex activation by transcranial magnetic stimulation in ataxia patients depends on the genetic defect.
Brain.
2002;
125
301-309
17
Meyer B U, Roricht S, Machetanz J.
Reduction of corticospinal excitability by magnetic stimulation over the cerebellum in patients with large defects of one cerebellar hemisphere.
Electroencephalogr Clin Neurophysiol.
1994;
93
372-379
18
Nakashima K, Wang Y, Shimoda M, Sakuma K, Takahashi K.
Prolonged silent periods produced by magnetic cortical stimulation in patients with cerebellar ataxia.
Psychiatry Clin Neurosci.
1995;
49
143-146
19
Liepert J, Wessel K, Schwenkreis P, Trillenberg P, Otto V, Vorgerd M, Malin J P, Tegenthoff M.
Reduced intracortical facilitation in patients with cerebellar degeneration.
Acta Neurol Scand.
1998;
98
318-323
20
Oechsner M, Zangemeister W H.
Prolonged postexcitatory inhibition after transcranial magnetic stimulation of the motor cortex in patients with cerebellar ataxia.
J Neurol Sci.
1999;
15
107-111
21
Rolfs A, Koeppen A H, Bauer I, Bauer P, Buhlmann S, Topka H, Schols L, Riess O.
Clinical features and neuropathology of autosomal dominant spinocerebellar ataxia (SCA17).
Ann Neurol.
2003;
54
367-375
22
Kuhn A A, Grosse P, Holtz K, Brown P, Meyer B U, Kupsch A.
Patterns of abnormal motor cortex excitability in atypical parkinsonian syndromes.
Clin Neurophysiol.
2004;
115
1786-1795
23
Wolters A, Classen J, Kunesch E, Grossmann A, Benecke R.
Measurements of transcallosally mediated cortical inhibition for differentiating parkinsonian syndromes.
Mov Disord.
2004;
19
518-528
24
Walter U, Wittstock M, Benecke R, Dressler D.
Substantia nigra echogenicity is normal in non-extrapyramidal cerebral disorders but increased in Parkinson's disease.
J Neural Transm.
2002;
109
191-196
25
Walter U, Niehaus L, Probst T, Benecke R, Meyer B U, Dressler D.
Brain parenchyma sonography discriminates Parkinson's disease and atypical parkinsonian syndromes.
Neurology.
2003;
60
74-77
26
Becker G, Berg D.
Neuroimaging in basal ganglia disorders: perspectives for transcranial ultrasound.
Mov Disord.
2001;
16
23-32
27
Berg D, Siefker C, Becker G.
Echogenicity of the substantia nigra in Parkinson's disease and its relation to clinical findings.
J Neurol.
2001;
248
684-689
28
Rub U, Brunt E R, Gierga K, Schultz C, Paulson H, Vos R A de, Braak H.
The nucleus raphe interpositus in spinocerebellar ataxia type 3 (Machado-Joseph disease).
J Chem Neuroanat.
2003;
25
115-127
Dr. med. A. Wolters
Klinik für Neurologie · Labor für kortikale Physiologie des Menschen · Universität Rostock
Gehlsheimer Straße 20
18147 Rostock
Email: alexander.wolters@med.uni-rostock.de