Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 16/19 Archiv

Diese Arbeit untersuchte bei Kindern mit bilateral spastischer CP, die in der Motorik- und Interventionsambulanz des Dr. von Haunerschen Kinderspitals der LMU München im Rahmen des integrativen Therapiekonzeptes versorgt waren, das Behandlungsschema mit intramuskulär injiziertem Botulinumtoxin sowie dessen Therapieerfolg und Sicherheit. Ein besonderer Focus lag auf der Untersuchung von Einflussfaktoren, die die Adhärenz zu einer Behandlung mit Botulinumtoxin beeinflussen.

Die vorliegend präsentierten Experimente hatten zum Ziel, die hypothetische Rolle von Gq/11- bzw. G12/13-koppelnden heptahelikalen Transmembrandomänenrezeptoren (7TMR) als Mechanosensoren für die Initiation des myogenen Tonus zu untersuchen. Um festzustellen, welche 7TMR hierfür besonders relevant sind, wurden Leitungsgefäße mit Widerstandsgefäßen in ihren RNA-Leveln für eine Reihe von 7TMR verglichen. Dies geschah auf der Grundlage, dass Leitungsgefäße einen geringeren myogenen Tonus aufweisen als Widerstandsgefäße. Eine aus höheren RNA-Leveln ableitbare größere Anzahl an putativen Sensormolekülen sollte also über eine größere Mechanosensitivität des Gefäßes zu einem höheren Ausmaß an myogener Vasokonstriktion führen. Die RNA-Level wurden mittels quantitativer RT-PCR (qRT-PCR) bestimmt. Die Quantifizierung erfolgte relativ zum geometrischen Mittel dreier Haushaltsgene. Die untersuchten Widerstandsgefäße umfassten kleine Mesenterialarterien, Nierenarterien und Gehirnarterien. Die untersuchten Leitungsgefäße umfassten die A. mesenterica superior, Bauchaorta, A. carotis communis und die Pulmonalarterie. Folgende Rezeptoren stellten sich in der qRT-PCR aufgrund ihres Expressionsprofils als vielversprechende molekulare Sensorproteine in Widerstandsgefäßen heraus: AT1B-Angiotensinrezeptor, ETA-Endothelinrezeptor, V1A-Vasopressinrezeptor, �1A-Adrenozeptor. In einem zweiten Schritt wurde versucht, über pharmakologische Inhibition der vorgenannten Rezeptoren eine Reduktion des myogenen Tonus zu erreichen. Die eingesetzte Methode war die isobare Konstriktionsmessung (Arteriographie) an isolierten kleinen Mesenterialarterien. Die Methode erforderte vor der eigentlichen Applikation der Pharmaka die Registrierung eines myogenen Tonus in Abwesenheit jeglicher Pharmaka. Dann erst wurde der myogene Tonus unter Anwesenheit von Pharmaka ein zweites Mal registriert. Bei der genaueren Analyse des ersten myogenen Tonus fiel dessen bisigmoider Verlauf auf. Möglicherweise liegt dieser charakteristischen Form eine zeitversetzte Aktivierung der an die putativen mechanosensitiven 7TMR koppelnden G-Proteine zugrunde: Zunächst werden wahrscheinlich Gq/11-Proteine aktiviert, dann G12/13-Proteine. Bei der Analyse des Kurvenverlaufs zum zweiten myogenen Tonus zeigte sich unter Kontrollbedingungen, d.h. unter Abwesenheit von Pharmaka, eine Linksverschiebung relativ zum ersten myogenen Tonus. Darüberhinaus änderte sich die Kurvenform von bisigmoid zu monosigmoid. Wahrscheinlich sind auch für diese Charakteristika Eigenheiten der an die putativ mechanosensitiven 7TMR koppelnden G-Proteine verantwortlich: Die im Zuge des ersten myogenen Tonus aktivierten G12/13-Proteine inaktivieren möglicherweise langsamer durch GTP-Hydrolyse als die Gq/11-Proteine. Deshalb könnten zu Beginn des zweiten myogenen Tonus beide G-Protein-Spezies aktiv sein und so die Mechanosensitivität der glatten Muskelzellen drastisch erhöhen, was die Linksverschiebung erklären würde. Die nun konzertiert erfolgende G-Protein-Aktivierung könnte ferner den monosigmoiden Kurvenverlauf erklären. Die Applikation der Pharmaka erfolgte zunächst als Kombination von antagonistischen Substanzen an AT1-, ETA-, V1A- und �1-Rezeptoren. Eingesetzt wurden Candesartan, BQ-123, Relcovaptan und Prazosin. Diese Kombination reduzierte den myogenen Tonus signifikant in seiner Amplitude. Anschließend wurde Prazosin als Monosubstanz getestet. Der Hemmeffekt unterschied sich nicht von der ursprünglichen Viererkombination. Schließlich erfolgte eine Testung der ursprünglichen Kombination unter Auslassung von Prazosin. Auch hier war der hemmende Effekt derselbe. Zur Erklärung dieser Befunde wurde das Konzept der negativen Interferenz herangezogen: Dabei konkurrieren 7TMR um einen limitierten Pool an G-Proteinen. Inverse Agonisten (wie sie die Substanzen Candesartan und Prazosin darstellen) führen zu einer Sequestrierung von G-Proteinen an den jeweiligen Rezeptoren ohne folgende Signaltransduktion. Dabei könnte die Applikation eines inversen Agonisten dieselben Effekte erzielen wie eine kombinierte Applikation. Letztlich konnte durch den hemmenden Effekt von Prazosin für �1-Adrenozeptoren bestätigt werden, dass sie eine mechanosensitive Funktion ausüben. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse des qPCR-Teils handelt es sich wahrscheinlich um �1A-Adrenozeptoren. Deren Mechanosensitivität kann einen Teil der Kontraktion glatter Muskelzellen auf einen steigenden intravasalen Druck vermitteln und damit einen entsprechenden Anteil am myogenen Tonus erklären.

Under natural conditions the head and the eye are both free to rotate about three mutuall orthogonal axes each (horizontal, vertical and torsional). Theoretically, these six degrees of freedom would allow any two-dimensional direction of the line of sight to be obtained by infinitely many torsional head and eye orientations. Yet, for any one gaze direction our brain chooses specific angles of torsion for the head and the eye. For steady fixation of distant targets with the head fixed and upright this observation is known as Donders' law (1847). It has been shown to hold independently of the direction of the rapid gaze shift (saccade) preceding a fixation. Surprisingly, despite considerable research on head and eye coordination the full implications of Donders' law still have not been analyzed for head-unrestrained gaze shifts. It has merely been studied whether torsional constraints hold, when gaze is returned repeatedly to the targets from single initial positions. The aim of this study was to see whether Donders' law holds after head-unrestrained saccades, independently of the saccade direction. Secondary objectives were to analyze whether the neural controls of the eye and the head are dependent or independent during this task and to collect and present control data for comparison with patient recordings in clinical context. Therefore, seven healthy human subjects made large head-unrestrained gaze shifts to a single set of visual targets during two separate conditions: 1) Repeated saccades to individual target positions from the same direction respectively (Star paradigm). 2) Repeated saccades to every target position from several different directions (Diamond paradigm). Three-dimensional orientations of head and eye were measured simultaneously with the magnetic search coil technique and consecutively plotted in three-dimensional space so that those orientations obeying Donders' law formed a surface. For each of the three body units the static orientations formed subspaces that resembled surfaces in the shape of twisted double saddles. Surfaces of head orientations had the most pronounced twist, eye in head surfaces were the most planar and surfaces of gaze orientations showed intermediate twist. The standard deviation of torsional residuals of the approximated surfaces (torsional thickness) was bigger for gaze than for the eye and smallest for the head. Head and eye torsion, as averaged over individual fixations, were correlated differently within every subject, but between subjects there was no correlation. In summary, neither surface shapes nor torsional thickness of gaze, head or eye differed between the two conditions (Star/Diamond). With this it is shown for the first time that Donders' law of torsional control holds true for gaze, head and eye orientations independently of the direction of the preceding saccade. The absence of correlation between head and eye torsion can be explained by independent controllers of head and eye movements. This yields a new, further argument supporting recent models of neuronal gaze control that are based on the assumption of independent head and eye controllers. Studies with patients carrying lesions in possible target structures of such neuronal controllers are needed to further investigate these models. Finally, clinically-diagnostic relevance of this study arises from the comparison to results of studies on gaze coordination after midbrain lesions where patients exhibit an altered form of Donders' law.

Das Trockene Auge ist typischerweise mit einem hyperosmolaren Tränenfilm assoziiert. Dementsprechend stellt die Messung der Tränenfilmosmolarität ein wichtiges Kriterium in der Diagnostik des Trockenen Auges dar. Von manchen Autoren wird sie sogar als Goldstandard diskutiert. Bis vor kurzem konnte die Osmolariät des Tränenfilms nur durch komplexe Laborverfahren wie Gefrierpunktserniedrigung oder Dampfdrucktechnik gemessen werden. Wir hatten die Möglichkeit ein tragbares, einfach zu bedienendes Osmometer (Tearlabtm, Fa. Ocusense) kurz nach der Markteinführung zu testen. Wir untersuchten 200 augengesunde Probanden und Patienten mit trockenem Auge. Anhand der subjektiven Beschwerden (Ocular Surface Disease Index-Fragebogen), der Tränenfilmstabilität (Tränenfilmaufreißzeit), der Oberflächenanfärbung, der Tränenproduktion (Schirmertest) und dem Vorhandensein einer Blepharitis wurden die Studienteilnehmer in eine Siccagruppe (n=129) und eine Kontrollgruppe (n=71) eingeteilt. Die Messung der Tränenfilmosmolarität erfolgte mit dem TearlabTM-Osmometer am schlechteren oder – bei seitengleichem Befund - am linken Auge. Die Tränenfilmosmolarität betrug bei Patienten mit Trockenem Auge 308,9 ± 14,0 mOsml/L, in der Kontrollgruppe 307,1 ± 11,3 mOsml/L. Somit konnten wir anhand der Osmolaritätsdaten nicht zwischen Siccapatienten und augengesunden Probanden unterscheiden. Zudem korrelierte die Osmolaritätsmessung nicht mit den subjektiven Beschwerden der Patienten und den objektiven Zeichen des Trockenen Auges, evaluiert mit etablierten klinischen Tests. Die erhobenen Tränenfilmosmolaritäten korrelierten allerdings eindeutig mit dem Schweregrad des Trockenen Auges. Seit der Beendigung unserer Messungen sind einige Studien zur Tearlab-Osmometrie publiziert worden. Sie demonstrieren die Relevanz der Tränenfilmosmolarität als Einzeltest, zeigen jedoch meist nur beim moderaten bis schweren Trockenen Auge sinnvolle Ergebnisse. Einige Autoren konnten- wie wir - in einem inhomogenen, aber klinisch typischen Patientengut die Tränenfilmosmolarität nicht zur Diskriminierung der Gruppen nutzen. Viele Faktoren scheinen die Zuverlässigkeit der Messungen zu beeinflussen wie Umweltfaktoren, Reflextränen, und eine Augentropfentherapie vor der Messung. Die Testtrennwerte werden nach wie vor diskutiert und wurden vom Hersteller zwischenzeitlich von 316mOsm/L auf 312 mOsm/L gesenkt. Auch ist mittlerweile klar, dass aufgrund der interindividuellen Variabilität und des Messrauschens mehrere Messungen an beiden Augen für ein zuverlässiges Ergebnis notwendig sind. Leider haben sich somit die Hoffnungen auf einen einfachen, spezifischen und sensiblen Einzeltest in der Diagnostik des Trockenen Auges nicht erfüllt. Die Diagnosestellung bei Trockenem Auge bleibt daher komplex und ist nur nach spezifischer Anamnese in Kombination mit mehreren klinischen Testen zu stellen. Es bleibt zu eruieren, ob Patienten mit stark erhöhter Tränenfilmosmolarität eine Subgruppe im Krankheitsspektrum des Trockenen Auges, z.B. mit erhöhter entzündlicher Aktivität darstellen.