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Communications
Biozentrum, University of
19.12.2014
Basel
Klingelbergstrasse 50/70
CH-4056 Basel / Switzerland
Email: communicationsbiozentrum-at-unibas.ch
Auslöser für Reparatur nach Rückenmarksverletzungen
entdeckt
Nach einer partiellen Rückenmarksverletzung kann der Körper
seine grobmotorischen Fähigkeiten wiedererlangen. Dies ist nur
möglich, indem sogenannte Muskelspindeln und assoziierte
sensorische Kanäle aktiviert und dadurch neue Verschaltungen
der Nervennetzwerke gefördert werden. Diesen
Reparaturprozess hat die Forschungsgruppe von Prof. Silvia
Arber am Biozentrum der Universität Basel und am Friedrich
Miescher Institut for Biomedical Research nun aufgeklärt. Die
Ergebnisse der Studie, die auch wegweisend für Therapien nach
Rückenmarksverletzungen sein könnten, sind jetzt in dem
Fachjournal «Cell» veröffentlicht.
Rückenmarksverletzungen führen zu grossen
Einschränkungen der Bewegungsfähigkeit.
Patienten mit partiellen
Nervenfaserendigungen (orange)
an einer Muskelspindel.
Rückenmarksverletzungen können jedoch
einen Teil ihrer grobmotorischen Fähigkeiten
wiedererlangen. Man nimmt an, dass die
unverletzten Teile des Rückenmarks dabei
Nervenzellverbindungen knüpfen und neue
Brücken bilden. Wie die Bildung solcher
Umleitungen ausgelöst und gefördert werden, war bis anhin jedoch
unklar.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Prof. Grégoire
Courtine an der EPFL in Lausanne konnte das Team von Prof. Silvia Arber
am Biozentrum der Universität Basel und am Friedrich Miescher Institut
for Biomedical Research (FMI) im Mausmodell nun zeigen, warum sich
nach partiellen Rückenmarksverletzungen gelähmte Gliedmassen wieder
bewegen lassen: Im Muskel liegende Sensoren, die sogenannten
Muskelspindeln, aktivieren durch ihre Impulse ans Rückenmark über
sensorische Rückkoppelung die Reparatur des beschädigten
Nervennetzwerks.
Die Muskelspindeln geben Startschuss zur Heilung
Durch Bewegung der Gliedmassen werden die sensorischen
Nervenverbindungen vom Muskel zum Rückenmark stimuliert und so die
Reparatur des motorischen Nervennetzwerks angeregt. Dadurch können
grobmotorische Bewegungen wieder hergestellt werden. Ohne
funktionsfähigen Muskelspindelkanal ist dies allerdings nicht möglich. «Die
sensorischen Feedback-Loops der Muskelspindeln sind also ein wichtiger
Schlüssel im Heilungsprozess», so Silvia Arber. Diese Impulse können
auch nach einer Rückenmarksverletzung zurück ans zentrale
Nervensystem geleitet werden – also auch dann, wenn der
Informationsfluss vom Gehirn in Richtung Muskel nicht mehr funktioniert.
«Das bedeutet, dass ein wichtiger Auslöser für den Reparaturprozess die
Weitere Informationen
Research group Silvia
Arber
Informationen vom Muskel ans zentrale Nervensystem sind, also nicht nur
Informationen, die das Gehirn top-down an die Muskeln sendet», sagt
Erstautorin Aya Takeoka. Zudem konnten die Forscher zeigen, dass es
nach einer Verletzung lediglich möglich ist, grobmotorische
Bewegungsfähigkeiten spontan wieder herzustellen. Die Feinmotorik blieb
dauerhaft verloren.
Therapien müssen an der Aktivierung der
Muskelspindeln ansetzen
Die Aktivierung der Muskeln ist unerlässlich, um eine Reparatur des
Nervennetzwerks nach einer Rückenmarkverletzung in Gang zu bringen.
Ziel jeder Form der Bewegungstherapie sollte es demnach sein, die
Muskeln möglichst umfangreich passiv zu trainieren. Denn je intensiver
die Muskeln im natürlichen Bewegungsablauf eingesetzt werden, umso
besser ist die Stimulierung der Muskelspindeln. Auf diesem Weg haben die
Reparatur des Nervennetzwerkes und damit die Wiedergewinnung der
grobmotorischen Bewegungsfähigkeit die grössten Erfolgsaussichten.
Zusatzinformation Muskelspindel:
Muskelspindeln sind Sensoren in der Skelettmuskulatur des Körpers, die
durch Dehnung und Kontraktion des Muskels passiv mitgedehnt oder
verkürzt werden. Jede dieser tief in den Muskeln lokalisierten
Muskelspindeln wird von sensorischen Nerven angesteuert. Die
sensorischen Informationen dieser Nervenzellen gelangen direkt aus den
Muskeln (z. B. der Arme oder Beine) zurück ins Rückenmark. Diese
übertragenen Impulse ermöglichen uns zum Beispiel, bei geschlossenen
Augen zu spüren, in welcher Position sich Arme, Beine, Hände, Finger,
kurz der gesamte Körper gerade befindet.
Originalartikel:
Aya Takeoka, Isabel Vollenweider, Grégoire Courtine and Silvia Arber:
"Muscle spindle feedback directs locomotor recovery and reorganization
after spinal cord injury". Cell, published online 18 December 2014
Kontakt: Kommunikation, Heike Sacher