Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auslöser für Reparatur nach Rückenmarksverletzungen entdeckt

19.12.2014

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 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.


Nervenfaserendigungen (orange) an einer Muskelspindel.

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 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.

Infobox 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 (zum Beispiel 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.

Originalbeitrag
Aya Takeoka, Isabel Vollenweider, Grégoire Courtine, and Silvia Arber
Muscle Spindle Feedback Directs Locomotor Recovery and Circuit Reorganization after Spinal Cord Injury
Cell (2014)

Weitere Auskünfte
• Prof. Dr. Silvia Arber, Universität Basel, Biozentrum, Tel. +41 61 267 20 57, E-Mail: silvia.arber@unibas.ch
• Heike Sacher, Universität Basel, Biozentrum, Kommunikation, Tel. +41 61 267 14 49, E-Mail: heike.sacher@unibas.ch

Heike Sacher | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Verschwindende Äderchen: Diabetes schädigt kleine Blutgefäße am Herz und erhöht das Infarkt-Risiko
23.03.2017 | Technische Universität München

nachricht Ein Knebel für die Anstandsdame führt zu Chaos in Krebszellen
22.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise