Nachrichten der Arbeitsgemeinschaft Autonomes Nervensystem

Bericht zum Symposium der American Autonomic Society (AAS) 2024 in Santa Barbara

Die Arbeitsgemeinschaft Autonomes Nervensystem (AGANS) verlieh in diesem Jahr 2 Stipendien zur Teilnahme am 35. internationalen Symposium des autonomen Nervensystems der American Autonomic Society (AAS) 2024 in Santa Barbara.

Seit ihrer Gründung fördert die AGANS den wissenschaftlichen Austausch in ihrem Fachgebiet, so auch in diesem Jahr mit der Vergabe von Reisestipendien zum internationalen Symposium der American Autonomic Society (AAS). Die Gesellschaft wurde 1992 offiziell gegründet. Das allgemeine Ziel des AAS besteht darin, Forschern und Klinikern, die sich für das autonome Nervensystem interessieren, den wissenschaftlichen Austausch zu ermöglichen. Die Gesellschaft verfügt über eine amerikanische Infrastruktur, aber einen stark internationalen Charakter. Die Mitgliedschaft steht Personen aller Länder offen, die die gleichen Interessen teilen.

In diesem Jahr erhielten Herr Dr. Jorge Manuel und Herr Dr. Darius Gerlach aus dem Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, am Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Köln Reisestipendien der AGANS. Beide berichten von ihren Tagungseindrücken

Im Folgenden gibt Dr. Jorge Manuel Sanchez einen Einblick in das breite Spektrum klinischer und grundlagenwissenschaftlicher Themen, welche gegenwärtig im Interesse der Forschung stehen: Schafe oder Menschen, tragbare Ultraschallelektroden oder Magnetresonanztomografie, Synucleinopathien oder posturales orthostatisches Tachykardiesyndrom, Anatomie oder Lebensqualitätserfassung; die in Santa Barbara vorgestellte Forschung veranschaulichte die Vielseitigkeit der Forschung am Autonomen Nervensystem.

Grundlagenforschung

Im Bereich der Grundlagenforschung gab es vortreffliche Beiträge. Rohit Ramchandra und seine Forschergruppe aus der University of Auckland zeigten, wie die Wiederherstellung der respiratorischen Sinusarrhythmie bei Schafen mit chronischer Herzinsuffizienz die Auswurffraktion verbessert. Eine solche Atemkopplung der Stimulationsfrequenz könnte als nächstes bei menschlichen Herzschrittmachern untersucht werden, um möglicherweise auch hier die Herzarbeit zu optimieren.

Aaron Phillips Gruppe von der University of Calgary hat Methoden konzipiert, um die sympathische Innervation gesamter Mäuseherzen sichtbar zu machen. Sie haben eine Fluoreszenzmethode weiterentwickelt, um das Herz 3-dimensional mikroskopisch aufzunehmen. Somit können Sie nicht nur die lokale, sondern auch die räumliche Verteilung von sympathischen Fasern messen. Mit ihrer Technik konnten sie zeigen, dass die kardiale sympathische Innervation nach Querschnittschädigungen reduziert ist.

Nicole Pelot und ihre Gruppe an der Duke University untersuchen die Anatomie des Nervus vagus und arbeiten an Computermodellen, um periphere Nerven zu simulieren. Diese Arbeit könnte für die Entwicklung von peripheren Nervstimulatoren von Bedeutung sein, da somit die Platzierung der Elektroden vor deren Implantation optimiert werden könnte.

Erika Williams aus dem Massachusetts General Brigham Hospital arbeitet an dem transkriptionellen Fingerabdruck von Neuronen, denn Neuronen aus verschiedenen Ganglien exprimieren unterschiedliche Proteine. Mit ihrer Gruppe bauen sie eine Datenbank von Transkriptionsprofilen auf. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Physiologie peripherer Nerven besser zu verstehen. Ferner ist eine solche Datenbank für die Entwicklung zielgerichteter Therapien unabdingbar.

Physiologische Messungen

Dieses Jahr lag der technische Schwerpunkt auf tragbaren Messgeräten. Sheng Xu von der University of California San Diego präsentierte ein portables Ultraschallgerät, das wie eine Elektrode auf die Haut geklebt wird und die Daten drahtlos übertragen kann. Ferner hat seine Gruppe auch die notwendige Software für eine automatische Auswertung der Daten programmiert [1]. Diese Technologie vereinfacht Messungen unter Bewegung und hat das Potenzial, personelle Ressourcen zu sparen.

An der University of Toronto forscht Daniel Franklin an portablen Geräten. Er stellte einen kabellosen Photoplethysmografen mit 11 Frequenzen vor [2]. Das Gerät ermöglicht nicht nur die Bestimmung der Pulswelle und der Sauerstoffsättigung, sondern auch des Gefäßdurchmessers. Zusammen mit dem Signal eines drahtlosen EKGs, das zeitsynchron gespeichert wird, können der periphere Widerstand und der Blutdruck kontinuierlich modelliert werden. Somit wäre autonome Testung außerhalb spezialisierter Labore möglich, zum Beispiel im eigenen Heim oder an abgelegenen Orten wie der internationalen Raumstation.

Klinische Forschung

Sowohl die Multisystematrophie (MSA) als auch das posturale orthostatische Tachykardiesyndrom (POTS) hatten eine zentrale Stellung auf der Konferenz. Unterschiedliche Gruppen suchen Biomarker für die frühe Diagnostik und Differenzierung von Synucleinopathien. Ansätze reichten von MRT- und Liquoruntersuchungen bis hin zu nuklearmedizinischen Methoden des Gehirns und des Herzens.

Ronald Schondorf, der seit über 30 Jahren über POTS forscht, kritisierte in seinem Vortrag, dass POTS oft als endgültige Diagnose gebraucht werde. Seiner Meinung nach sei POTS ein Syndrom, dessen Ursache bei jedem Patienten tiefer untersucht werden sollte. POTS könne die Folge verschiedener Pathomechanismen sein, die jeweils individualisierte, manchmal aber auch keine Behandlung bedürften.

Seltenere Erkrankungen haben jedoch auch Aufmerksamkeit erregt. Zum Beispiel Patienten mit einem funktionell univentrikulären Herzen nach Fontan-Operation. Da der Lungenkreislauf bei Fontan-Patienten direkt aus der Vena cava versorgt wird, wäre es denkbar, dass sich die orthostatische Toleranz dieser Patienten unter Hypoxie verschlechtert. Der Grund dafür könnte die hypoxisch-bedingte Vasokonstriktion der Lungengefäße sein. Jon von Stritzky aus dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf konnte jedoch zeigen, dass sich die orthostatische Toleranz bei 15,2 % Sauerstoffkonzentration während eines ganzen Tages nicht verschlechtert. Diese Konzentration entspricht einer Höhe von ca. 2400 m oder der Mindestkonzentration auf interkontinentalen Flügen.

Aus der Forschungsarbeit von Dr. Jorge Manuel Sanchez

Sowohl zurückkehrende Astronauten als auch bettlägerige Patienten leiden häufig unter orthostatischer Intoleranz. Eine Ursache dafür ist die kardiovaskuläre Dekonditionierung. Wir wollten jedoch untersuchen, ob auch neuronale Veränderungen dazu beitragen.

Die Muskelatrophie, die Volumenverschiebung zum Kopf hin und die kardiovaskuläre Dekonditionierung, die im Weltraum stattfinden, werden auf der Erde durch Bettruhe bei 6º Kopfneigung simuliert. Funktionelle MRT-Aufnahmen vor und nach 28 Tagen strikter Bettruhe zeigten, dass sich die funktionelle Konnektivität von 6 Hirnregionen veränderte: die Area praeoptica, der Ncl. ventromedialis hypothalami, der Ncl. anterior hypothalami, die Area lateralis hypothalami, die Corpora mamillaria und der visuelle Kortex. Der laterale Hypothalamus wies die ausgeprägtesten Veränderungen in der Konnektivität auf. Diese Region ist nicht nur für den Metabolismus und die Schlafregulation wichtig, sondern auch für die kardiovaskuläre Regulation aufgrund ihrer Projektionen zu sympathischen und parasympathischen Gebieten in Hirnstamm und Rückenmark. Somit könnten Konnektivitätsveränderungen des lateralen Hypothalamus zur orthostatischen Intoleranz nach prolongierter Bettruhe beitragen.

In seinem Bericht von der Tagung der AAS stellt Dr. Darius Gerlach neue geräteorientierte Therapien in Hypertension, Hypotension und Herzinsuffizienz vor. Prof. Dr. Ramchandra, University of Auckland, Neuseeland, hat einen faszinierenden Grundlagenvortrag zu der Wirkung der Vagusfunktion auf das Herz gehalten. Hier wurde das Tiermodel Schaf im Rahmen von künstlich induzierter Herzinsuffizienz untersucht. Als Intervention wurde diesen Tieren mit Herzschrittmachern entweder eine möglichst gleichbleibende Herzfrequenz vorprogrammiert oder eine wiederhergestellte respiratorische Sinusarrhythmie vorgegeben. Die Herzfrequenz wurde über einen Schrittmacher während der Inspiration erhöht oder während der Exspiration verlangsamt. Als Ergebnis kam heraus, dass nicht nur die Schafe mit der RSA eine bessere Herzfunktion hatten, sondern, dass auch die histologischen Proben eine klare Regeneration auf zellulärer Ebene zeigten. Es bleibt offen, wie groß die Nebeneffekte durch das Training der Atemmuskulatur sind, die durch die gesteigerte RSA eintreten dürften. Als Translation ist eine Anwendung zur Erhöhung der Hertzfrequenzvariabilität in den Schaltschema zukünftiger Schrittmacher vorstellbar.

Eine Podiumsdiskussion zur Dysautonomie widmete sich der Frage, ob der Begriff exklusiv eingesetzt oder komplett vermieden werden sollte. Argumente für den Begriff waren, die Möglichkeit der einheitlichen Abrechnung und das Ernstnehmen der Patienten durch eine Diagnose. Als Gegenargumentation wurde hervorgebracht, dass alle Patienten ungeachtet der Symptomatik vereinheitlicht werden und der Informationsgehalt bei der Kommunikation sehr leidet. In der anschließenden Diskussion waren sich die Teilnehmenden einig, dass Dysautonomie ein Oberbegriff und keine Diagnose ist. Förderlich ist der Nutzen von genauen Symptomen in der Patienten- und ärztlichen Kommunikation.

Eine ähnliche Diskussion wurde im Rahmen des POTS geführt. Dabei wurde die Diagnostik in verschiedenen Vorträgen kritisch hinterfragt. Auch die harte Grenze eines orthostatischen Pulsanstieges von 30 bpm innerhalb von 10 Minuten nach Orthostase wurde infrage gestellt.

Die POTS-Thematik nahm mehrere Sessions im Kongress ein, bei denen neue diagnostische Ansätze diskutiert wurden, z. B. die Dauer des Stehentest als sicherer Indikator oder verschiedene Messystem, die alltäglich als Wearables eingesetzt werden könnten. Eine Studie der Gruppe von Prof. Raj zeigte, dass ein 5-minütiger Stehtest nicht ausreichend ist, da mehr Patienten die POTS-Herzfrequenz-Kriterien zwischen 5–10 Minuten im Vergleich zu 5 Minuten erfüllten. Eine weitere Studie von Dr. Miller verglich Plethysmografie am Ohr gegenüber transkraniellem Doppler und kam zu dem Ergebnis, dass der externe Karotidenfluss gemessen mit der Plethysmographie stark mit dem transkraniellen Doppler korreliert. Sie untersuchte den externen Karotidenfluss bei POTS und gesunden Kontrollprobanden beim Stehtest und kam zu der Aussage, dass der Schweregrad der orthostatischen Intoleranz Symptome mit dem gemessenen Karotidenfluss korrelierte. Diese Aussagen wurden im Anschluss vom Fachpublikum diskutiert, da der Messort nicht in direktem Bezug zur zerebralen Perfusion steht.

Dr. Gerlach stellte anhand eigener Arbeiten eine neue Methode zur Messung des Schlagvolumens des linken Ventrikels mittels Echtzeit-MRT vor. Die Methode wurde an gesunden Personen und an Patienten mit univentrikulären Herzen (Fontan-Zirkulation) getestet. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass das Schlagvolumen mit der Atmung in beiden Gruppen variiert und dass signifikante Unterschiede im endsystolischen und enddiastolischen Volumen zwischen gesunden Probanden und Fontan-Patienten zu finden waren. Die Ergebnisse legen nahe, dass diese Methode genutzt werden kann, um die Auswirkungen von Atmung und Herz-Lungen-Interaktionen bei Patienten mit eingeschränkter hämodynamischer Reserve zu untersuchen. In Zukunft soll die Methode bei der Untersuchung von Mechanismen der orthostatischen Intoleranz und der Rolle des autonomen Nervensystems in den Herz-Lungen-Interaktionen eingesetzt werden.

Bemerkenswert war der historische Review von Prof. Macefield über die MSNA (Muscle Sympathetic Neural Activity) Methode mit besonderem Schwerpunkt auf der Arbeit von Prof. Gunnar Wallin. Nachen viele technische Hürden genommen wurden, fand die MSNA ihren Weg in die Grundlagenforschung der sympathischen Nervenaktivität fand. Im Laufe der Zeit wurde die Methode über die Physiologie hinaus in der klinischen Forschung eingesetzt und findet dort weiterhin ihre einzigartige Anwendung.

Zusammenfassend war das 35. Symposium der AAS vielfältig, kontrovers und informativ. Die nächste AAS-Jahrestagung wird vom 5.-8. November 2025 in Clearwater Beach, Florida, stattfinden. Auch künftig plant die AGANS Reisestipendien zu Konferenzen der Fachgesellschaften für das Autonome Nervensystem für Teilnehmerinnen und Teilnehmer auszuschreiben, die noch keine Mitglieder in der AGANS sind. Bewerbungsvoraussetzung ist ein eigener wissenschaftlicher Beitrag in Form eines Posters oder Vortrages. Ausgewählt werden die Stipendiaten durch den wissenschaftlichen Beirat der Arbeitsgemeinschaft Autonomes Nervensystem.

Prof. Dr. med. Christina Haubrich
Neuro Praxis Düsseldorf
Reichsstr. 59, 40217 Düsseldorf,
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IMPRESSUM

Prof. Dr. med. Christina Haubrich

Leitungsteam

Facharztzentrum Düsseldorf

[e-mail]

• Literatur

• 1 Hu H. et al. Nature 2023; 613: 667-75
• 2 Franklin D. et al. Nat. Biomed Eng 2023; 7: 1229-41

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
04. März 2025