Einführung
Alpha-Motoneuron-Erkrankungen sind eine Gruppe von neurologischen Erkrankungen, die das motorische Nervensystem betreffen. Die Leitsymptome sind eine fortschreitende Muskelschwäche (Parese) sowie Muskelverschmächtigungen (Atrophie), häufig begleitet von Muskelzuckungen (Faszikulationen) oder Muskelsteifigkeit (Spastik). Im Folgenden werden wir uns detaillierter mit zwei wichtigen Alpha-Motoneuron-Erkrankungen befassen: der spinalen Muskelatrophie (SMA) und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS), sowie Muskelkrämpfen, die im Zusammenhang mit diesen Erkrankungen oder unabhängig davon auftreten können.
Spinale Muskelatrophie (SMA)
Genetische Ursachen und Mechanismen
Die 5q-spinale Muskelatrophie (SMA) ist eine autosomal-rezessiv vererbbare Erkrankung, die durch Mutationen im SMN1-Gen (Survival Motor Neuron 1) auf Chromosom 5 verursacht wird. Das vom SMN1-Gen kodierte SMN-Protein (Survival of Motor Neuron) spielt eine zentrale Rolle für die Funktion und das Überleben von alpha-Motoneuronen, die für die aktive Kontraktion der Skelettmuskulatur verantwortlich sind.
In mehr als 90 % der Fälle sind Rasterschubmutationen, insbesondere Deletionen im SMN1-Gen, die Ursache für SMA. Diese Mutationen führen zu einem erheblich veränderten und funktionsunfähigen SMN-Protein. Das SMN-Protein ist unerlässlich für die Motoneuronenfunktion und spielt eine zentrale Rolle im RNA-Splicing, einem Prozess, bei dem RNA-Transkripte geschnitten und modifiziert werden, bevor sie in Proteine übersetzt werden.
Neben dem SMN1-Gen existiert das SMN2-Gen, das funktionell ähnlich ist, aber durch eine geringfügige genetische Abweichung (Unterschied in nur wenigen Nukleotiden) zu einem alternativen Splicing führt. In 90 % der Fälle wird das entscheidende Exon 7 des SMN2-Gens beim Splicing herausgeschnitten (Exon Skipping), wodurch ein ebenfalls funktionsunfähiges Protein entsteht.
Die Anzahl der SMN2-Genkopien variiert von Person zu Person und hat einen entscheidenden Einfluss auf den Krankheitsverlauf. Je mehr Kopien des SMN2-Gens vorhanden sind, desto mehr funktionelles SMN-Protein wird produziert, was zu einem milderen Krankheitsverlauf führt.
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Die Degeneration der alpha-Motoneuronen beruht auf einem Mangel an SMN-Protein, der zu einem gestörten RNA-Splicing in Motoneuronen führt. Dieser Defekt beeinträchtigt den Transport von mRNA und die Bildung von Spliceosomen, was den normalen Zellstoffwechsel und die Funktionsfähigkeit der Motoneuronen behindert.
SMA-Typen und ihre Ausprägungen
Die Symptome der erblich bedingten SMA hängen von ihrer Ausprägung und weiteren individuellen Faktoren ab. Allen Typen und Formen gemein sind eine fortschreitende Muskelschwäche bis hin zu Lähmung (Parese) und Muskelzuckungen sowie Muskelschwund (Muskelatrophie). In der überwiegenden Zahl (proximale SMA) beginnt die Schwäche in den Muskeln, die dem Rumpf am nächsten liegen, also Rücken, Schulter und Hüfte. Der SMN-Mangel wirkt sich auf den gesamten Körper aus und kann unter anderem auch Atem-, Herz-Kreislauf- und Verdauungsprobleme verursachen. Ist die Atemmuskulatur betroffen, besteht eine erhöhte Anfälligkeit für Lungenentzündungen und andere Lungenprobleme.
Die SMA ist eine seltene Erbkrankheit (hereditäre SMA) und kann nur dann entstehen, wenn sowohl bei der Mutter als auch beim Vater jeweils ein fehlerhaftes SMN1-Gen beziehungsweise eine fehlerhafte SMN1-Genkopie vorliegt (autosomal rezessive Vererbung). Die Wahrscheinlichkeit, in einem solchen Fall die SMA zu vererben, liegt bei 25 Prozent.
Es werden verschiedene SMA-Typen unterschieden:
- SMA Typ 1: Tritt meist bereits im Alter von 0 bis 6 Monaten auf. Die Babys können nur liegen, aber nie sitzen. Die meisten Betroffenen haben nur 1-2 Kopien des SMN2-Gens.
- SMA Typ 2: Tritt meist bei Kleinkindern im Alter zwischen 7 und 18 Monaten auf. Sie können sitzen, aber nie stehen. Patienten mit Typ 2 haben in der Regel 3 Kopien des SMN2-Gens und zeigen einen etwas milderen Verlauf.
- SMA Typ 3: Tritt meist bei Kleinkindern nach dem 18. Lebensmonat auf, selten im frühen Erwachsenenalter. Bei dieser milderen Form der SMA besitzen die Betroffenen meistens 3-4 Kopien des SMN2-Gens.
Die Einordnung dient als Orientierung für die Wahl der geeigneten Therapie. Der Übergang zwischen den Typen ist jedoch fließend und jedes Kind einzigartig.
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Diagnose und Therapie
Die Diagnostik von Motoneuronerkrankungen erfordert eine gute Abgrenzung zu anderen Erkrankungen mit einem ähnlichen Erscheinungsbild. Dabei ist vor allem die sorgfältige klinisch-neurologische Untersuchung durch einen Experten wichtig.
Bei der klassischen Form der SMA (Deletion des SMN1-Gens) gibt es inzwischen die Möglichkeit, mit spezifischen Medikamenten die Erkrankung auch kausal zu behandeln mit der Hoffnung, das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen.
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
Krankheitsbild und Ursachen
Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine chronisch-degenerative Erkrankung, bei der es durch eine voranschreitende Degeneration der motorischen Nervenzellen (Motoneurone) zur Schwäche der quergestreiften Muskulatur kommt. Betroffene leiden durch den Untergang bestimmter Nervenzellen an fortschreitenden Muskellähmungen. Die Symptome sind vielfältig.
Bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) gehen Nervenzellen zugrunde, die sogenannten Motoneurone. Diese vermitteln elektrische Impulse, um Muskeln zu steuern. Kommt es zu einem Ausfall dieser Nervenzellen, treten an den Muskeln Schwäche, Zittern, Krämpfe und Muskelabbau auf.
Die Informationskette vom Gehirn bis zum Muskel, um Bewegungen zu steuern, besteht aus zwei Motoneuronen:
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- Erstes Motoneuron: Leitet die elektrischen Impulse von der Hirnrinde bis ans Rückenmark. Ist das erste Motoneuron geschädigt, entsteht eine erhöhte Muskelspannung und verstärkte Muskelreflexe. Es treten Lähmungen mit erhöhter Muskelspannung auf (einer sogenannten Spastik).
- Zweites Motoneuron: Stellt die Verbindung vom Rückenmark zu den einzelnen Muskeln her. Diese Faser baut durch seine Aktivität Muskelspannung auf. Wird diese von der Erkrankung erfasst, erschlafft die Muskulatur. Schlaffe Lähmungen, Muskelabbau, schmerzhafte Muskelkrämpfe und markantes Muskelzittern sind die Folge.
Die Ursache der Amyotrophen Lateralsklerose ist nicht bekannt. Es werden verschiedene Krankheitsmechanismen des Zelluntergangs diskutiert, bei denen der Nervenbotenstoff Glutamat und in der Zelle befindliches Calcium eine wichtige Rolle spielen. 90 Prozent der Erkrankungen treten sporadisch auf, bei den übrigen 10 Prozent findet sich ein familiärer Hintergrund.
Symptome und Verlauf
Die Amyotrophe Lateralsklerose verläuft von Patient zu Patient sehr unterschiedlich. Es handelt sich um eine ernsthafte Erkrankung, deren langsames Fortschreiten derzeit durch Medikamente nur wenig gebremst werden kann. Die Krankheit beginnt oft an den Händen und Armen. Hier fallen zuerst Muskelverschmächtigungen und Muskelzucken auf. Feinmotorischen Anwendungen wie Schreiben oder nach Gegenständen Greifen, aber auch die grobe Kraftanwendung beim Tragen von Gegenständen fallen schwer. Im Verlauf werden andere Körperregionen miteinbezogen. In anderen Fällen beginnt die Erkrankung mit Schwierigkeiten beim Sprechen und Schlucken. Es stellt sich eine kloßige Sprache ein (sogenannte bulbäre Sprache).
Die ALS betrifft nur das Bewegungssystem des Körpers, andere neurologische Beschwerden wie eine Beeinträchtigung des Bewusstseins, Gefühlsstörungen oder eine Beeinträchtigung von Blasen- und Darmtätigkeit treten klassischerweise nicht auf.
Diagnostik und Therapie
Die Erkrankung lässt sich anhand der Krankengeschichte und der klinisch-neurologischen Untersuchung feststellen. Allerdings gilt es auch durch eine umfassende Diagnostik mit Blutentnahme, eventuell einer Nervenwasseruntersuchung, einer Bildgebung (Kernspintomographie von Gehirn und Rückenmark) und durch umfangreiche elektrophysiologische Maßnahmen (Neurographie und Elektromyographie) andere Ursachen für Muskelschwund, Zittern und Kraftlosigkeit auszuschließen.
Es gibt aktuell keine Therapie, die eine Amyotrophe Lateralsklerose zum Stillstand bringt. Es kann jedoch das Medikament Riluzol in Tablettenform (2x50mg) eingesetzt werden, das den Nervenabbau etwas abbremsen kann. Der Fokus der Behandlung einer ALS liegt auf der Linderung von Beschwerden. Die Lebensqualität und der Erhalt der Selbstbestimmung stehen im Vordergrund. Hierbei wirkt ein ganzes Team aus LogopädInnen, Ergo-und PhysiotherapeutInnen und medizinischem Personal aus dem Pflegebereich mit. Technische Hilfsmittel können den Alltag erleichtern. Rechtzeitig müssen im Verlauf Themen wie die Schluck- und Atemstörung sowie Probleme bei der Nahrungsaufnahme thematisiert werden. Inwiefern ein Patient Unterstützung durch eine künstliche Ernährung (PEG-Sonde) und atemunterstützende Maßnahmen (bis hin zur Heimbeatmung) bei fortgeschrittenem Krankheitsverlauf möchte, muss sensibel diskutiert und miteinander abgestimmt werden.
Muskelkrämpfe
Ursachen und Mechanismen
Zahlreiche Menschen leiden unter Muskelkrämpfen. Hierbei kommt es zu einer unwillkürlichen schmerzhaften Kontraktion der Skelettmuskulatur, die mit einer tastbaren Verhärtung einhergeht, am häufigsten sind nächtliche Wadenkrämpfe.
Muskelkrämpfe haben keine einheitliche Ursache. Den gewöhnlichen nächtlichen Wadenkrämpfen liegt meist keine spezifische Erkrankung zu Grunde. Meist handelt es sich hierbei um neurogene Muskelkrämpfe, bedingt durch eine nervale Übererregbarkeit motorischer Nerven. Es wird angenommen, dass eine Übererregbarkeit der Alpha-Motoneurone durch Beteiligung afferenter Nervenfasern von Dehnungsrezeptoren in Sehnen und Muskeln eine Rolle spielt, dieses würde auch erklären, dass Dehnen des betroffenen Muskels zu einer raschen Besserung führt. Desweiteren wird angenommen, dass in den terminalen Aufzweigungen der motorischen Nerven eine Überaktivität von Ionenkanälen zu einer Übererregbarkeit von Nerven führt. Untersuchungen von Forschern haben gezeigt, dass die Muskeln durch elektrische Reizungen schon bei sehr viel niedrigerer Reizintensität auf Impulse reagieren.
Muskelkrämpfe sind Zeichen einer myogenen (durch den Muskel bedingten) oder neurogenen (vom Nervensystem ausgehenden) Übererregbarkeit der beteiligten Muskeln.
Muskelkrämpfe treten vor allem in der Wadenmuskulatur und Fußmuskel auf, können aber auch andere Muskelgruppen an den Beinen, Armen und Händen oder am Rumpf lokalisiert sein.
Muskelkrämpfe werden begünstigt oder ausgelöst durch starkes Schwitzen, unzureichende Flüssigkeitsaufnahme nach körperlicher Anstrengung, muskuläre Überlastung, durch Störungen des Mineralhaushaltes, z.B. durch Einnahme von entwässernden Medikamenten (Diuretika), Durchfällen, schwere Nierenfunktionsstörung (Urämie) oder Hämodialyse. Begünstigende Faktoren sind hormonelle Störungen der Schilddrüse oder der Nebenniere sowie Unterzuckerungen. Auch in der Schwangerschaft treten Muskelkrämpfe häufiger auf, verschiedene Medikamente können Muskelkrämpfe verursachen. Andererseits können auch neurologische Erkrankungen der motorischen Nerven, Polyneuropathien, eine Spinalstenose, Nervenwurzelschädigungen, z.B. durch Bandscheibenvorfälle, selten treten Muskelverkrampfungen bei neurologischen Autoimmunerkrankungen (z.B. Neuromyotonie) oder familiär gehäuft auf und sind genetisch bedingt (z.B.
Auch schlecht eingestellter Diabetes kann Muskelkrämpfe begünstigen: Auf hohe Blutzuckerwerte reagiert der Körper mit verstärktem Harndrang, er weist sozusagen die Nieren an, Zucker mit dem Urin auszuschwemmen. Doch beim Gang auf das stille Örtchen landet nicht nur der Zucker in der Toilette, sondern auch die für Muskeln essenziellen Mineralstoffe.
Alkohol gilt als „Muskel- und Nervengift“. Bekannt ist Alkohol als Hemmer des antidiuretischen Hormons, kurz ADH, welches unseren Wasserhaushalt reguliert. Wird weniger ADH freigesetzt, macht sich dies durch vermehrten Harnfluss bemerkbar. Einer Studie der Universität Straßburg nach, konnte zudem ein Zusammenhang zwischen Alkoholkonsum und Wadenkrämpfen in der Nacht bei älteren Personen zwischen 60 und 86 Jahren hergestellt werden.
Diagnose und Behandlung
In den allermeisten Fällen sind Muskelkrämpfe harmlos und bedürfen keiner weiteren Diagnostik. Eine Untersuchung der Leber- und Nierenwerte, der Elektrolyte sowie der Schilddrüsenwerte kann durch Ihren Hausarzt erfolgen um evtl. internistische Ursachen aufzudecken. Sollte es jedoch zu einer deutlichen Zunahme der Häufigkeit von Muskelkrämpfen führen oder Muskelkrämpfe in ungewöhnlichen Körperregionen außerhalb der Waden und Füße, z.B. auch am Rumpf oder den oberen Extremitäten auftreten oder Muskelkrämpfe durch körperliche Aktion selbst ausgelöst werden und nicht nur in Ruhe auftreten, ist eine weitere Diagnostik durch den Neurologen erforderlich. Dies gilt insbesondere, wenn Muskelkrämpfe zusammen mit Faszikulationen oder Muskelschwäche auftreten um zugrundeliegende neuromuskuläre Erkrankungen abzugrenzen und zu differenzieren.
Beim akuten schmerzhaften Muskelkrampf hilft sofortige Dehnung. Anders formuliert bedeutet dies: Dehnen Sie den Muskel entgegen der Krampfrichtung. Leiden Sie beispielsweise unter einem Krampf in der Wade, strecken Sie den Fuß in Richtung Schienbein (Dorsalextension). Mediziner sind sich jedoch uneinig, inwieweit das Dehnen der verkrampften Muskulatur als vollkommen unbedenklich angesehen werden kann.
Falls Sie regelmäßig Medikammente einnehmen überprüfen Sie diese auf Muskelkrämpfe als mögliche Nebenwirkung und besprechen Sie mit Ihrem Arzt, ob diese pausiert werden können. Reduzieren Sie ggf. Ihren Alkohol und Koffeinkonsum.
Zur nicht medikamentösen Prophylaxe kann bei Muskelkrämpfen die regelmäßige Dehnung der betroffenen Muskeln, z.B. abends vor dem Zubettgehen hilfreich sein und die Neigung zu Muskelkrämpfen reduzieren (Cochrane Rev 2012). Neuere Untersuchungen konnten zeigen, dass eine spezielle repetitive Elektrostimulation der zu Muskelkrämpfen neigenden Muskeln zu einer Verminderung von Muskelkrämpfen führen kann (Behringer et al.
Heiße Duschen und Vollbäder haben sich als geeignete, vorbeugende Maßnahmen bei Muskelkrämpfen herausgestellt, denn die Wärme entspannt die Muskulatur. Vorsichtiges Dehnen ist nicht nur im Akutfall, sondern auch vorbeugend nutzbringend. Folgende Übung für beispielsweise die Wadenmuskulatur können Sie auch schnell zwischendurch machen: Füße in Schrittstellung positionieren, das hintere Bein strecken, das vordere Bein beugen. Dabei darauf achten, dass die Ferse des hinteren Beines Bodenkontakt hat. Bevor Sie sich sportlich betätigen, ist es wichtig, sich mit Dehn- und Streckübungen aufzuwärmen.
Die Einnahme von Magnesium kann hilfreich sein, häufig sind allerdings höhere Dosen erforderlich, limitierender Faktor sind dann häufig doch Nebenwirkungen des Magen-Darm-Traktes (Durchfall). Die Anwendung von Chinin Sulfat, das in Deutschland seit 2015 wieder rezeptpflichtig ist wird kontrovers diskutiert. Einerseits ist es bei therapieresistenten Muskelkrämpfen eindeutig wirksam, welches auch in Studien belegt werden konnte (Cochrane Rev 2012). Andererseits bestehen Sicherheitsbedenken, da es insbesondere bei Patienten mit Herzrhythmusstörungen, zu teilweise allergisch bedingten Blutbildveränderungen sowie Nieren- und Leberschäden kommen kann. Weitere Medikamente zur Therapie von Muskelkrämpfen, z.B. durch so genannte Natrium- und Kalziumkanal blockierende Substanzen (Antiepileptika, Medikamente zur Behandlung neuropathischer Schmerzen), können hilfreich sein, bedürfen aber der regelmäßigen Einnahme und Begleitung durch einen Arzt (Serrao et al. 2000, Liewluck et al.
Einige weitere Tipps zur Vorbeugung und Behandlung von Muskelkrämpfen:
- Achten Sie auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr, besonders nach körperlicher Anstrengung.
- In die Sporttasche sollten Sie darüber hinaus ein isotonisches Getränk sowie einen kleinen Snack einpacken. Gut geeignet sind beispielsweise getrocknete Aprikosen und Bananen. Beide Obstsorten enthalten reichlich Kalium, womit sich Muskelkrämpfe vorbeugen lassen.
- Ist der Muskelkrampf sportbedingt, würden einer Studie zufolge 1 Milliliter Gurkenwasser pro Kilogramm Körpergewicht helfen, die Krampfdauer zu reduzieren.
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