Veränderte Hirnentwicklung bei Frühgeborenen
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Rheinland-Pfalz Symposium „Kind im Mittelpunkt“ Frühgeborene in der Schule – (k)ein Problem 08 05 2010 Nieder-Olm 08.05.2010 Nieder Olm Veränderte Hirnentwicklung bei Frühgeborenen – Beeinflussende Faktoren und klinische Konsequenzen q Matthias Keller Priv. Doz. Dr. Dr. Dipl. Kinderklinik I Universitätsklinikum Essen [email protected] • • • • • Frühgeborenes 26 Schwangerschaftswochen Kaiserschnitt wegen Amnioninfektionssyndrom keine Lungenreife Postnatal: GG 600g, Apgar 1/4/5, pH 7,25 Männlich Fragen der Eltern • Was hat dies für Konsequenzen für mein Kind ? • Wie wird sich mein Kind entwickeln ? • Wie viele Kinder haben denn später neurologische Probleme ? • Hat mein Kind Risikofaktoren für eine neurologische Störung ? •Fragen der Lehrer Si d einige Sind i i P Probleme bl iin d der SSchule h l d durch h Frühgeburtlichkeit bedingt ? berechtigt ? Definition Frühgeborenes < 28 28 – 31 6/7 32 – 33 6/7 34 – 36 6/7 SSW: Extreme Frühgeborene SSW: Sehr kleine Frühgeborene SSW: moderate Frühgeborene SSW : Spät – Frühgeborene Späte Frühgeborne Erster Tag der letzten Menstruation Tag 1 239 Woche 0/7 34 0/7 Preterm 259 294 36 6/7 41 6/7 Term Postterim Agenda • Klinische Daten über die Folgen von einer zu frühen Geburt für die neurologischen Fähigkeiten • Normale Hirnentwicklung • Ursachen der Hirnschädigung • Beeinflussende Faktoren • Zusammenfassung Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Langzeitfolgen: extreme Frühgeborene (USA) Hack et al Pediatrics 2006 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Langzeitfolgen: extreme Frühgeborene (EU) Schlechtere kognitive und motorische Fähigkeiten Funktionelle Einschränkungen in bis zu 60 % der Fälle Marlow n NEJM 2005 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Schulleistung von gesunden Spät Spät-Frühgeborenen Frühgeborenen Outcome Alter % Spät Frühgeborene ( 7152) (n=7152) % Termingeborenen (n=152 661) aRR Entwicklungsverzögerung 0-3 4,24 2,96 1,36 Behinderung im Vorkindergarten 3 4,46 3,89 1,13 Behinderung im Vorkindergarten 4 7,40 6,60 1,10 Verspätete Einschulung 4 5,09 4,40 1,04 Auffälligkeiten im Kindergarten 5 1,8 1,22 1,19 36 Prozent höheres Risiko Risiko, aufgrund kognitiver Defizite oder körperlicher Erkrankungen keine altersgerechten Leistungen zu erbringen Die Rate von Auffälligkeiten im Kindergarten war um 19 Prozent erhöht Adaptiert von Morse SB, Pediatric Research 2006 Pediatrics 2009 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Medizinische und soziale Langzeitfolgen 1967-1983, Norwegen SSW 903 402 Gesamt 858 406 Termingeborene 32 000 Spät Frühgeborene mit abnehmendem Gestationsalter Anstieg des Risikos für zerebrale Schädigungen, mentale Retardation und psychische Störungen in % Odds Ratio Zerebralparese 31 – 33 6/7 1,9 14,1 34 – 36 6/7 0,3 2,7 >3 37 0,1 0, 1,0 ,0 Mentale Retardierung 31 – 33 6/7 1,0 2,1 34 – 36 6/7 0,7 1,6 37 0,4 1,0 Medizinische Einschränkung der Arbeitsleistung 31 – 33 6/7 4,2 2,2 34 – 36 6/7 2,4 1,4 37 1,7 1,0 Moster NEJM 2008 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen H Hyperkinetisches/Aufmerksamkeitsdefizits ki ti h /A f k k it d fi it - Syndrom S d Geburtsalter (SSW) Kontrolle ((n=20100)) Aufmerksamkeits defizitssyndrom (n=834) (%) aRR < 34 298 43 ((11.4)) 2,7 34 – 36 544 37 (6,8) 1,7 37 - 39 6629 298 (4,5) 1,1 40 - 42 12365 465 (3,8) Referenz 43 - 44 264 9 (3 (3,4) 4) 10 1,0 Adaptiert von Linnert KM, Arch Dis Child 2006 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Woher kommt das ? Vorraussetzung Wie kann sich eine zu frühe Geburt auf intakte und sinnvolle die Hirnentwicklung und damit auf die Verknüpfung p Fähigkeiten g spätere neurologische auswirken ? Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Voraussetzung für „normale“ neurologische Fähigkeiten: Funktionierendes neuronales Netzwerk im Gehirn ! d.h. sinnvolle Verknüpfung von Nervenzellen Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert ? Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert ? Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert ? 11) Nervenzellen W ltb Milliarden ölk : 6,477 6 477 Milli d M Menschen h Das Gehirn : ca. ca Weltbevölkerung 100 (10Milliarden Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert ? Verknüpfung ! 100 Billionen (1014) Verbindungen (Synapsen) Jede Nervenzelle ist im Schnitt mit 1000 Anderen verbunden Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen • Wie kommt dieses Netzwerk zustande ? • Welche Einflüsse haben perinatale Faktoren auf die Entwicklung dieses Netwerkes ? Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen strukturelle Hirnentwicklung 1. Pränatalphase 2. Pränatalphase 3. Pränatalphase Geburt Myelinisierung Primäre Neurulation und E t i kl Entwicklung d des Reorganisation von Synapsen Selective Elimination von Neuronen Prosenzephalon Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation Hirngewicht in Gramm Zeit 0 50 g 5 10 15 20 Wochen 200 g 25 30 350 g 35 40 2 4 Monate aus Keller, Kognitive Entwicklungsneurologie modifiziert nach H.Lagercrantz „the newborn brain“ Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen funktionelle Hirnentwicklung 1. Pränatalphase 2. Pränatalphase 3. Pränatalphase Geburt Myelinisierung Primäre Neurulation und E t i kl Entwicklung d des Reorganisation von Synapsen Selective Untergang von Nervenzellen Prosenzephalon Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation Frühgeburtlichkeit Hirngewicht in Gramm Zeit 0 50 g 5 10 15 20 Wochen 200 g 25 30 350 g 35 40 2 4 Monate Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Bildung eines Netzwerkes Pro Sekunde werden ca. 40 000 Verknüpfungen gebildet ! 40% der d zu A Anfang f gebildeten bild t Neurone N gehen h zugrunde d ! Warum dieser Luxus ? Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung wachsende Nervenzelle sterbende Nervenzelle Faktoren Zielnervenzelle Zielnervenzelle Firing is wiring ! nicht i ht verknüpfte k ü ft Nervenzellen N ll sterben t b ! Konsequenzen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Rezeptoreigenschaften von Nervenzellen in % d des Erwachse enen Folgen SSW SSW SSW Jahre Jahre Beim Erwachsenen hemmende Rezeptoren haben Erregende Eigenschaften bei Früh – und Neugeborenen p bei Früh – und Neugeborenen g Mehr aktivierende Rezeptoren Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren weitere Besonderheiten 50 g Zeit 0 5 10 15 20 25 Wochen 200 g 30 350 g 35 40 2 4 Monate Architektenzellen vorübergehende Nervenzellschicht (zwischen 23. – 32. g ) Schwangerschaftswoche) Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung 1. Pränatalphase Schädigung 2. Pränatalphase Faktoren Konsequenzen 3. Pränatalphase Geburt Myelinisierung Primäre Neurulation und E t i kl Entwicklung d des Reorganisation von Synapsen Selective Untergang von Nervenzellen Prosenzephalon Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation F üh b tli hk it Frühgeburtlichkeit Hirngewicht in Gramm Zeit 0 50 g 5 10 15 20 Wochen 200 g 25 30 350 g 35 40 2 4 Monate Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Zusammenfassung 1 • Kinder sind keine kleine Erwachsenen Das Gehirn eines Neugeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Erwachsenen Das Gehirn eines Frühgeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Neugeborenen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Ursache ? Periventrikuläre Leukomalazie „klassische“ Hypothese Sauerstoffmangel/Minderdurchblutung in der Perinatalzeit Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Sauerstoffmangel/Minderblutung g g verursacht Zelltod der Architektenzellen ! G Gesund d K k Krank Der perinatale Sauerstoffmangel und Minderdurchblutung schädigt Strukturen, die für die normale Hirnentwicklung bedeutsam sind Konsequenzen Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Frühgeburtlichkeit UF Pränatale Faktoren Pränatale Faktoren UF weitere Hauptfaktor : vorgeburtliche Infektion/Entzündung ! UF UF:Umgebungsfaktoren Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Konsequenzen Faktoren Frühgeburtlichkeit UF Pränatale Faktoren Pränatale Faktoren UF vorgeburtliche Infektion/Entzündung Sauerstoffmangel, Minderdurchblutung Schmerz Medikamente „jeder Reiz der nicht in die jeweilige Phase der Hirnentwicklung fällt“ UF UF:Umgebungsfaktoren Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Zusammenfassung Zusammenfassung 1 • Kinder sind keine kleine Erwachsenen Das Gehirn eines Neugeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Erwachsenen Das Gehirn eines Frühgeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Neugeborenen Die zu frühe Geburt führt nicht nur zu einer Schädigung von bestimmten Hirnarealen Hirnarealen, sondern zur einer Fehlentwicklung des Gehirns Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Zusammenfassung K Konsequenzen Entwicklung neuer Therapieansätze für den Schutz und Regeneration des Gehirns Prävention und Verlängerung der Schwangerschaft exzellente ll t perii – und d neonatologische t l i h V Versorgung Individualisierte Pflege, Familien-zentrierte Versorgung adäquate Nachsorge und Förderung Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Unterstützen Sie unsere Arbeit ! Von links nach rechts: Dr. Mario Merialdi (WHO), PD Dr. Matthias Keller (EFCNI), Silke Mader (EFCNI), Dr. Christopher Howson (March of Dimes, USA) www.efcni.org
