Schädigungen des Gehirns

Biopsychologie WiSe – Schädigungen des Gehirns
Schädigungen des Gehirns
1.
Einleitung
2.
Die häufigsten Ursachen für Hirnschäden
3.
Neurologische Erkrankungen mit neuropsychologischen
Störungen
Quelle: Pinel Kap. 10 (bedingt B&S, Kap. 13 & 27)
1.
EINLEITUNG
•
Die
Erforschung
von
Hirnschädigungen
verfolgt
im
wesentlichen zwei Ziele:
1. Erkenntnisgewinn
über
die
Funktionsweise
des
ungeschädigten Gehirns
2. Erforschung
von
Behandlungsstrategien,
prognostischen Faktoren, Diagnoseverfahren etc. (
{Klinische} Neuropsychologie)
Abb. Gliederung
Fallbeispiel Prof. P., Abb. Hirnnervern, Pinel 10.3
2. DIE HÄUFIGSTEN URSACHEN FÜR HIRNSCHÄDEN
2.1.
•
Hirntumoren
Allg.: Tumor oder Neoplasma Unkontrolliertes
Überschusswachstum körpereigenen Gewebes; wenn bösartig
(maligne) Bezeichnung als „Krebs“
Abb. Pinel 10.1
•
Meningeome:
o
etwa 20% aller Tumoren
o
wachsen zwischen den 3 Hirnhäuten (Meningen)
o
immer abgekapselt mit eigener Membran
o
meist benigne, dennoch Schädigung des Gehirns über
Raumforderung; geringes Rezidivrisiko
•
Infiltrierend wachsende Tumoren:
o
Keine Abkapselung bei Mehrzahl der Tumoren
o
Diffuses Wachstum durch gesundes Gewebe maligne
o
Chirurgisch meist keine vollständige Entfernung möglich
Reste können weiter wachsen.
Abb. Pinel 10.2
•
Primärtumoren bzw. Metastasierende Tumoren
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Ca. 10% der Hirntumoren sind KEINE Primärtumoren,
o
d.h. Entstehung aus Tumorfragmenten, die mit dem
Blutstrom ins Gehirn gelangen
o
Metastase („Wanderung“);
o
Bei umfangreicher Metastasierung ist eine komplette
Funktionsherstellung / Heilung meist nicht möglich
Neuer (experimenteller) Therapieansatz Bei
o
Tumorwachstum scheinen Mechanismen ausgefallen zu
sein, die normalerweise von Tumorsuppressorgenen
ausgehen man versucht diese Funktionen
wiederherzustellen.
2.2.
•
Cerebrovaskuläre Störungen
Schlaganfall = Apoplexia cerebri („Apoplex“) = apoplektischer
Insult („Insult“ {insultare taumeln})
•
Unterscheidung:
1. Einblutung / Hämorrhagie
2. Mangeldurchblutung / Ischämie
( siehe unten)
•
Begriff „Infarkt“ Gewebeverlust infolge Schlaganfall
•
Allgemein zählt zu den häufigsten Todesursachen (USA: Platz 3)
o
und häufigsten Ursachen für Behinderungen
Häufigste Folgen Amnesie, Aphasie, Paralyse und
o
Koma
1. Hämorrhagie (Einblutung)
•
= „hämorrhagischer Insult“
•
Folge eines Gefäßrisses im Gehirn Blut läuft in das
umliegende Gewebe Schädigung
•
Ca. 20% aller Schlaganfälle; Letalität bei ca. 50%
•
Ursache häufig Aneurysmen (congenital oder infolge
von Gefäßgiften oder Infektionen) oder Arteriosklerose
•
Bei Aneurysmen Hypertonie unbedingt vermeiden
(Existenz von Aneurysmen jedoch meistens nicht
bekannt)
•
Beobachtbar: Meist plötzlich einsetzende
Bewusstseinsstörung mit ausgeprägter motorischer
Lähmung
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2. Cerebrale Ischämie
•
= „ischämischer Hirninfarkt“
•
Mangelnde Blutversorgung in Hirnregion Mangelhafte Glucose- und Sauerstoffversorgung
Verlust von Neuronen
•
Drei Hauptursachen:
o
Thrombose Pfropfenbildung (Thrombus) aus
Blutgerinnsel, Fetttröpfchen, Luftblase oder
Tumorzellen
o
Embolie Ebenfalls ein Pfropfen (Embolus),
der jedoch in einem größeren Gefäß gebildet
wurde und in kleinere Gefäße wandert.
Häufigste Ursache.
o
•
Arteriosklerose ( s.o.)
Ca. 80% aller Schlaganfälle; Letalität bei ca. 20%
Abb. Pinel 10.4
Glutamatexzitotoxizität:
•
o
Paradox: Entgegen der klassischen
Auffassung, dass O2- und Glucosemangel
Hauptursache der Schädigung von Neuronen
ist, geht man heute davon aus, dass die
exzessive Glutamatausschüttung nach einer
Ischämie die Hauptursache für Schädigungen
ist.
Abb. Pinel 10.5
o
Blockade eines Gefäßes Hyperaktivität der
mangeldurchbluteten Neurone Glutamat Hypererrgegung der postsynapt.
Glutamatrezeptoren (vor allem NMDA+
++
Rezeptoren) Massiver Na - und Ca Einstrom Postsynapt. Neuronen schütten
Glutamat aus Kettenreaktion (u.a. von
Bedeutung: neurotoxische sog. Freie
Radikale).
o
Therapeutischer Ansatz Bei Versuchstieren
kann eine Gabe von NMDA-Rezeptorblockern
oder Calciumkanal-Blockern die Entwicklung
von Hirnschädigungen signifikant verringern.
•
Durch Ischämie bedingte Hirnschäden weisen drei
wichtige Merkmale auf:
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o
Gewisse Latenz. Nach ca. 10 Minuten noch
keine Schädigung; dann aber über Tage
o
Nicht alle Hirnstrukturen sind gleich anfällig
(besonders anfällig sind Areale im
Hippocampus)
o
Die Mechanismen, die letztlich zur Schädigung
führen, sind nicht für alle Strukturen gleich.
2.3. Gedeckte Schädel-Hirn-Traumata
• Gedeckte Schädel-Hirn-Traumata: Hirnverletzungen nach
„stumpfer“ Gewalteinwirkung (z.B. Schlag, Aufprall, Sturz)
• Oft (nicht immer!) beobachtbar Verwirrtheit,
sensomotorische Störungen, Bewusstlosigkeit, Erbrechen.
• Hirnquetschung (Contusio cerebri): Ged. Schädel-HirnTraumata mit Verletzung des Gefäßsystems Hämatom
• Oft Gehirn prallt gegen Innenseite des Schädels.
Abb. Pinel 10.6
• Abbildung zeigt ein subdurales Hämatom mit
Gewebekomprimierung (rasche chirurgische Entfernung
notwendig!)
• Contre-Coup-Verletzungen: Schädigungen auf der
gegenüberliegenden Seite der Gewalteinwirkung (GegenstoßVerletzungen)
• Gehirnerschütterung (Commotio cerebri):
Bewusstseinstrübung nach Schlag ohne Anzeichen für
anatomische Schädigungen. Langzeitfolgen ?? • Punch-Drunk-Syndrom: Demenz und deutliche
Hirnvernarbung.
Fallbeispiel Boxer Jerry Quarry.
2.4.
Gehirninfektionen
•
allgemein Encephalitis: Gehirninfektion mit
entzündlichen Veränderungen infolge des Eindringens
von Mikroorganismen
•
Bakterielle Infektionen
o
Meningitis: Entzündung der Hirnhäute (z.B.
bakt. Infektion mit Borreliose-Bakterien,
Zecken)
o
Hirnabszesse: Lokale Eiteransammlung im
Gehirn
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o
Syphilis: Bekannteste bakt. Infektion, schwere
Hirnschäden wenn unbehandelt progressive
Paralyse.
Virusinfektionen
•
o
Neurotrope Viren:
•
Viren, die speziell Nervengewebe
infizieren.
•
Bspl. Tollwut Wirkt langfristig tödlich;
Impfung aber noch ca 1 Monat nach
Übertragung möglich
o
Pantrope Viren:
•
Viren, die nicht speziell, aber auch
Nervengewebe angreifen
•
Bspl. Mumps- und Herpes-Viren
Eiweißmoleküle PRIONEN
•
o
Eiweißmoleküle, die eine veränderte
Molekülstruktur aufweisen, die den
Hirnstoffwechsel stört
Abb. Prionenkonformation
o
Veränderte Struktur führt zu verschiedenen
schädigenden Eigenschaften (u.a. Nicht
abbaubar durch versch. Enzyme; sehr druckund hitzeresistent)
o
Prionen können ihre „kranke“ Struktur anderen
Eiweißmolekülen „aufzwingen“
o
ABER WIE??? SIE HABEN KEINE EIGENE
DNA / RNA!
o
Hirngewebe wird zerstört und schließlich
schwammartig ( spongiform)
o
Spongiforme Encephalopathien: CreutzfeldtJakob-Krankheit ...
Abb. BSE
o
... und Sonderform BSE (Bovine Spongiforme
Encephalopathie)
2.5.
Intoxikationen / Neurotoxine
•
Toxische Psychose: Hirnschädigungen durch
Chemikalien. Z.B. Schwermetalle wie Quecksilber und
Blei.
•
Alkohol: Häufige Erkrankung bei chronischem
Alkoholismus Korsakow-Syndrom (Leitsymptom:
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schwere Gedächtnisstörungen); entsteht vermutlich
vorwiegend durch Thiaminmangel (Vitamin-B1-Mangel).
o
Alkoholiker nehmen i.d.R. sehr wenig Thiamin
auf
o
•
Alkohol selbst stört den Thiaminstoffwechsel
Viele weitere Stoffe wie z.B. Mittel zur
„Unkrautvernichtung“ (Lindan, DDT)
•
(...)
•
Endogene Neurotoxine: Bei Autoimmunerkrankungen
wie Multipler Sklerose Antikörper gegen eigenes
Nervensystem.
2.6.
Genetische Faktoren
•
Verschiedene Erbkrankheiten Hirnschädigungen
•
Bsple: Down-Syndrom („Trisomie 21“), HuntingtonErkrankung
Abb. Pinel 10.7
•
2.7.
(...) siehe Vorlesung „Genetik“
Programmierter Zelltod (Apoptose)
•
Einleitende Bemerkung:
o
Infolge einer Hirnschädigung werden eine
Reihe von Prozessen auf zellulärer und
physiologischer Ebene ausgelöst, welche direkt
oder indirekt das Absterben weiterer Neurone
bewirken.
o
Hier wird etwas genauer auf Apoptose
eingegangen wg. aktueller Therapeutischer
Forschung.
•
Apoptose: genet. programmierter Zelltod (nicht nur
Neurone)
•
„Sinnvolles“ Prinzip zur Zerstörung dysfunktionaler
Zellen
•
Neuronale Apoptose überwiegend (aber nicht nur!) in
früher Embryonalentwicklung
•
Wichtige Rolle bei Entwicklung und Plastizität des
Gehirns
•
HIER WICHTIG WEIL Auswirkungen aller Ursachen
von Hirnschädigungen z.T. via Apoptose.
•
Arten des Zellsterbens: 6/10
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•
Zellnekrose:
Verletzung Anschwellen und Platzen der
o
Zelle
o
Entzündungsprozess in dieser Region
o
Immunzellen vertilgen die Restbestandteile
o
Läuft relativ schnell ab (z.B. massiver
Neuronenverlust innerhalb weniger Stunden
nach cerebraler Ischämie)
•
Apoptose:
o
Zelle schrumpft und wird runzlig
o
Verdauung d. Immunzellen ohne
Entzündungsreaktion
Zellsterben um nekrot. Region innerhalb von
o
Tagen.
Wichtig sog. Neurotrophe Faktoren, die in
o
intakter Struktur das genet. Zelltodprogramm
unterdrücken. bei Wegfall Apoptose
Forschung: u.a. Einsatz neurotropher Faktoren
o
(z.B. NGF, „Nerve Growth Factor“) nach
Hirnschädigungen.
3.
NEUROLOGISCHE ERKRANKUNGEN MIT NEUROPSYCHOLOGISCHEN STÖRUNGEN (einige
Wenige!)
Exemplarische neurologische Erkrankungen die zu
•
neuropsychologischen Störungen führen.
3.1.
Parkinson-Krankheit
•
Synonym: Morbus Parkinson, Parkinsonismus
•
Bewegungsstör. ca. 0.5% der Bevölk., meist mittl. bis höh.
Lebensalter
•
Symptomatik o
Langsamer Beginn, z.B. leichtes Zittern und Steifigkeit in
Fingern
o
Vollbild:
•
Akinese: gestörte Bewegungsinitiation;
Bewegungsverlangsamung (Bradykinese),
•
Rigor: Erhöhter Muskeltonus, „wächsener“
Widerstand; bei pasiver Bewegung
„Zahnradphänomen“
•
Ruhetremor: v.a. in Händen
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•
Und auch: („Madonnengesicht“), Festination
(kleine schneller werdende Trippelschritte)
•
Meist keine / geringe intellektuelle Störungen; dennoch
Depressivität & kogn.Defizite in manchen Fällen feststellbar.
•
Erhöhte Mortalität
•
Ursachen im Einzelfall meist unklar, aber sicher multifaktoriell
und heterogen Parkinson in Subgruppen bei Genmutation
und nach Hirninfektionen, Schlaganfällen, Tumoren, Traumata
& Neurotoxinen
Abb. Pinel 3.22
•
Degeneration der Substantia nigra (Dopaminerge Neurone),
die über nigrostriatale Bahn ins Striatum der Basalganglien
projiziert.
•
Parkinson erst bei 80-90% DA-Verlust; im Vollbild fehlt DA in
praktisch völlig.
•
Therapie o
L-Dopa und DA-Agonisten (nur temporär,
Nebenwirkungen)
o
Implantation fetalen dopaminergen Gewebes (mediz. &
ethische Probleme)
o
Verhaltenstherapie (Verlangsamung der
Symptomverschlechterung
o
3.2.
Elektrische Tiefenhirnstimulation (THS)
Huntington-Krankheit
•
Synonym: Chorea Huntington, „Veitstanz”
•
Progressive, seltene Bewegungsstör. ab mittlerem Lebensalter
•
Erbkrankheit (Gendefekt auf Chromosom 4; dominant)
•
Symptomatik o
Zunächst milde, später starke motorische Unruhe
o
Vollbild: schnelle ruckartige Zuckungen über ganze
Gliedmaßen, Verrenkungen, Grimassieren
o
Starke Demenz und Amnesien Tod nach 10-20
Jahren
•
Fortschreitender Neuronenverlust vor allem in Striatum und
Pallidum aber auch im gesamten Frontalcortex
•
Keine ursächliche Therapie möglich; Genetische Beratung ist
indiziert
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3.3.
•
Multiple Sklerose (MS)
Progressive Erkrankung, bei der das Myelin im ZNS zerstört
wird
•
Beginn meist im frühen Erwachsenenalter
Abb. Pinel 10.11
•
Symptomatik o
Sehr heterogen, abhängig von Größe, Lokalisation &
Anzahl sklerotischer Läsionen
o
Anfang: Oft leichte Stör. der Feinmotorik, hinkender
Gang
o
Vollbild: Ataxie , Sehstörungen, Muskelschwäche,
Taubheit der Gliedmaßen, Inkontinenz
•
Schubartiger Verlauf mit längeren schubfreien Phasen
•
Zunächst nur kleine degenerierte Areale auf Myelinscheiden
•
Später Neuronenverlust Narbengewebe („Sklerose“ =
Verhärtung)
•
Epidemiologische Studien legen ursächlichen Einfluss von
Umwelt- und Erbfaktoren nahe.
•
Tierexp. Befunde lassen MS als Autoimmunerkrankung
erscheinen, möglicherweise infolge einer langsam wirkenden
Infektion
•
Keine ursächliche Therapie möglich
3.4.
•
Alzheimer-Krankheit
Progressive Alterskrankheit (selten aber auch Ausbruch um
40. LJ.), Prävalenz: 3% der über 65-jährigen, 10% der über 85jährigen häufigste Ursache für Auftreten von Demenz
•
Symptomatik o
Frühstadium: Gedächtnisschwäche, depressive
Verstimmungen, aphasische Symptome
o
Zwischenstadium: Reizbarkeit, Ängstlichkeit,
vollständiger Sprachverlust
o
Fortgeschrittenes Stadium: Verlust einfacher motorischer
Fähigkeiten (Schlucken, Blasenkontrolle), Verlauf meist
tödlich
•
Typische Neuronenveränderungen bei Alzheimer
o
Neurofibrillenknäuel: Fädige Strukturen im Cytoplasma
von Neuronen
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o
Amyloidplaques: Klumpen degen. Neurone mit
Kernregion aus unvollständig abgebauten sog.
Amyloidproteinen;
Abb. Pinel 10.12
o
•
Substantieller Neuronenverlust
Plaques, Fibrillen und Neuronenverlust in gesamtem Gehirn,
aber in unterschiedlicher Ausprägung o
stärker in entorhinalen Cortex, Amygdala, Hippocampus
(alle mit Bezug zu Gedächtnis)
o
auf dem Cortex inferiorer temporal, poster. parietal,
präfrontal (alle mit Bezug zu kognitiven Funktionen)
Abb. Pinel 10.13, Abb. B&S 27.41
•
Starker genetischer Faktor (deutliche familiäre Häufung,
Identifikation einiger weniger Gene, die mit Unterform von
Alzheimer im Zusammenhang stehen); Häufung u.a. auch bei
vorangegangenen schweren Kopftraumen
•
Derzeit keine wirksame Therapie möglich; Fortschreiten wird
scheinbar durch einige bekannte Medikamente verzögert Aspirin, Ibuprofen (Rheuma, Schmerzen),
entzündungshemmende Medikamente, Antioxidantien (Vit. E).
WEITERE: ...
Leider keine Zeit für weitere Erkrankungen mit neurologischen /
neuropsychologischen Anteilen, ...
•
Epilepsie
•
Schizophrenie
... oder Störungen infolge von Hirnschädigungen, wie ...
•
Aufmerksamkeitsstörungen
•
Gedächtnisstörungen
•
Sprachstörungen
•
Etc.
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