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
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Düsseldorf,
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