Schmerz dient im Akutzustand als wichtiges Warnsignal des Körpers, das auf potenzielle oder bereits eingetretene Schädigungen hinweist. Langanhaltende und intensive Schmerzen neigen jedoch zur Chronifizierung. In solchen Fällen kann eine gezielte neurochirurgische Operation helfen, chronischen Schmerzen vorzubeugen, indem die Ursache beseitigt wird. Im Rahmen dieser Schmerztherapie werden operative Verfahren zur Dekompression der nervalen Strukturen angewandt. Bei bestimmten Arten chronischer Schmerzen können eine neurochirurgische Ablation oder Neuromodulation eine effektive Schmerzbehandlung darstellen.
Die Komplexität von Schmerz und seine Chronifizierung
Das Gehirn verfügt über verschiedene Mechanismen, um das Signal "Schmerz" zu modulieren. Einige dieser Mechanismen können jedoch zu einer verstärkten oder anhaltenden Wahrnehmung des Schmerzes führen, selbst wenn keine körperliche Ursache mehr vorhanden ist. In solchen Fällen wird der Schmerz selbst zur Krankheit, die nur in Kooperation mit anderen Fachdisziplinen, einschließlich Psychotherapeuten, erfasst und in spezialisierten Zentren behandelt werden kann.
Viele Patienten mit chronischen Schmerzen werden ausschließlich symptomatisch behandelt. Daher ist eine Überprüfung der Diagnosen und gegebenenfalls eine Anpassung der Therapie von entscheidender Bedeutung. Im Rahmen der ambulanten Vorstellung werden die Vorbefunde und der aktuelle Status der Erkrankung erhoben und sowohl auf eine ausreichende Diagnostik als auch auf die Therapiemöglichkeiten geprüft. Dabei werden die Optionen der konservativen Therapie ausgeschöpft.
Die Indikation zu invasiven Therapien, einschließlich Injektionen, Blockaden und/oder operativen Therapien, wird von Neurochirurgen gestellt. Durch die direkte Ansprechbarkeit der Anästhesisten vor Ort können vielseitige Therapiekonzepte erstellt werden. In den zweiwöchentlich stattfindenden Schmerzkonferenzen tauschen sich Ärzte mit niedergelassenen und klinisch tätigen Kollegen unterschiedlicher Fachrichtungen aus und besprechen die Behandlung besonders komplexer Fälle. Die Schmerzkonferenzen werden in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Mannheim durch die Kollegen des Heidelberger Schmerzzentrums der Deutschen Gesellschaft für Schmerztherapie e.V. durchgeführt.
Neurochirurgische Interventionen bei chronischen Schmerzen
Mittels operativer Schmerztherapie werden unter anderem folgende chronische Schmerzsyndrome behandelt:
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- Chronisches Schmerzsyndrom: Bein-/Rückenschmerz, Bandscheibenvorfall, Spinalkanalstenose, Schmerzzustände nach Operationen am Rücken (Failed Back Surgery Syndrome (FBSS))
- Schmerzen bei Durchblutungsstörungen (Ischämieschmerzen), z. B. bei peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK), Angina pectoris
- Spastik
- Operative Behandlungen von chronischen Rücken-/Beinschmerzen
- Operative Behandlungen von Gesichtsschmerzen
- Operative Behandlung von chronischen Kopfschmerzen
- Operative Behandlung von peripheren Nervenläsionen: CRPS, PNP, Nervenverletzungen, Nerventumore, Phantomschmerzen, Narbenschmerzen
- Multidisziplinäre Behandlung von Nervenscheidentumore im Becken, Abdomen, Thorax oder Hals
- Neuromodulation zur Behandlung von chronischen und therapieresistenten Schmerzen wie neuropathische Schmerzen, Knieschmerzen oder Schmerzen im Rahmen von Gefäßerkrankungen z.B.
Einige der heute weltweit eingesetzten OP-Verfahren wurden in Heidelberg entwickelt oder erstmals erfolgreich eingesetzt. So wurden vor mehr als zwanzig Jahren als eine der ersten Kliniken einstellbare Medikamentenpumpen zur gezielten Schmerzbehandlung implantiert. Die Neurochirurgen greifen heute auf alle etablierten Operationstechniken zurück und können im Bedarfsfall auch spezielle operative Maßnahmen zeitnah anbieten.
Fortschrittliche Technologien für Präzision und Sicherheit
Die modernste technische Ausstattung der Operationssäle, wie intraoperative Neurophysiologie, Operationsmikroskope, ein jederzeit einsatzbereites intraoperatives Kernspinn-Gerät sowie ein Computertomogramm und OP-Navigationssysteme, ermöglicht eine hohe Präzision bei der Planung und Ausführung der Eingriffe. So können auch Operationen an sensiblen Regionen, etwa im Bereich der Wirbelsäule und Nerven, risikoarm durchgeführt werden. Auch nutzen die Operateure bei fast jedem Eingriff besonders schonende, minimal-invasive Eingriffstechniken.
Zu den angewandten operativen Verfahren gehören:
- Operative Freilegung und Neurolysen: Nervenentlastende Eingriffe, z. B. bei Verwachsungen oder bei einem Nervenkompressionsyndrom
- Mikrovaskuläre Dekompression (OP nach Janetta): Mikrochirurgische Beseitigung krankhafter Kontaktstellen zwischen Blutgefäßen und Hirnnerven, die zu Nervenschmerzen und Krämpfen, vor allem im Gesichtsbereich, führen
- Rückenmarksnahe Eingriffe: z.B. die epidurale Rückenmarksstimulation (SCS) oder Dorsalganglionstimulation (DRGs) sind Minimal-invasive Eingriffe, die durch die Einbringung einer feinen Elektrode in einen bestimmten Bereich des Rückenmarks in ihrer Wirksamkeit getestet werden. Bei positivem Ergebnis würde ein Neurostimulator zur dauerhaften Therapie implantiert werden. Über ein externes Programmiergerät können Patienten und Arzt die Therapie beeinflussen.
Gerade bei Operationen zur Schmerzbehandlung ist eine sorgfältige Nachsorge wichtig. Je nach Art des Eingriffs werden die Patienten zu regelmäßigen Nachuntersuchungen einbestellt. Dabei wird die korrekte Lage und Funktion eingesetzter Implantate überprüft.
Forschung zur Verbesserung der Schmerztherapie
Trotz der vielen Therapiemöglichkeiten kann der chronische Schmerz bestehen bleiben und die Lebensqualität der Patienten einschränken. Die Mechanismen der Schmerzentstehung und der Schmerzmodulation sind noch nicht im Detail erforscht. Auch die Wirkmechanismen vieler Therapien sind nicht vollständig bekannt. Deshalb und zur Verbesserung der Therapieergebnisse werden klinische Studien sowie Grundlagenforschung auf dem Gebiet des Schmerzes durchgeführt. Selbstverständlich werden die Patienten, die für die Studien in Frage kommen, vorher darüber aufgeklärt und nur im Falle des Einverständnisses in die Studiengruppen integriert. Die Projekte sind unabhängig von der optimalen Therapie und ohne therapeutische Nachteile für die Patienten konzipiert.
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Aktuelle Forschungsprojekte umfassen:
- Neurophysiologische Charakterisierung der Patienten unter der Therapie mit Rückenmarkstimulation in Kooperation mit PD Dr. Schuh-Hofer, Professor Dr. Treede vom Institute of Neurophysiology, Center for Biomedicine and Medical Technology Mannheim
- Laser Evozierte Potenziale und MEG zur Charakterisierung und Klassifizierung von Trigeminusneuralgie unter der Leitung von Dr. med. dent B. Kretzschmar und Dr. Rupp von der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg
- PNS bei Phantomschmerzen unter der Leitung von Dr. J. Andoah und Professor H. Flor vom ZI-Mannheim
- Evaluation potenzieller klinisch relevanter Biomarker für chronische Schmerzen unter der Leitung von Professor Dr. rer. nat.
Auszeichnung für Pionierarbeit in der Hirntumorforschung
Der Neurologe Frank Winkler, der an der Medizinischen Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg sowie am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) forscht und am Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD) Patientinnen und Patienten mit Hirntumoren behandelt, entdeckte, dass Nervenzellen des Gehirns mit Hirntumorzellen kommunizieren. Dies lässt die Erkrankung weiter fortschreiten. Die Erkenntnis eröffnet völlig neue Behandlungsansätze. Dafür wurde Ihm der Brain Prize 2025 verliehen.
Prof. Winkler teilte sich den mit 1,3 Millionen Euro dotierten Brain Prize mit Professorin Michelle Monje, die an der Stanford University, USA, inoperable Hirntumoren bei Kindern erforscht.
Im neuen Forschungsbereich „Cancer Neuroscience“ steht das Zusammenspiel von Nervensystem und Krebs im Fokus: Welche Rolle spielt das Nervensystem bei der Entstehung und Ausbreitung eines Tumors? Beeinflussen mögliche Wechselwirkungen die Prognose? Lassen sich diese Prozesse stoppen oder für die Therapien nutzen?
Winklers Ergebnisse eröffnen Ansatzpunkte für neue Therapiestrategien, die derzeit in klinischen Studien geprüft werden. So hat er auch gezeigt, dass ein bestimmtes Medikament, das bei Epilepsie zum Einsatz kommt, die Kommunikation zwischen Nerven- und Tumorzellen stören kann. Aktuell prüft das Team um Winkler in einer klinischen Studie, ob der Arzneistoff Patientinnen und Patienten mit Glioblastom Vorteile bringt.
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MR-Neurographie zur Diagnose von Polyneuropathien
Die MR-Neurographie wird zur Abklärung von Polyneuropathien erst seit relativ kurzer Zeit eingesetzt. Erste Ergebnisse zeigen jedoch, dass sich die durch eine Polyneuropathie hervorgerufenen Nervenschäden sehr gut mit der MR-Neurographie nachweisen lassen. Gerade zu Beginn der Beschwerden müssen andere, die Symptomatik verursachende Erkrankungen, wie z.B. lokale Druckschädigungen, Raumforderungen, Entzündungen oder muskuläre Erkrankungen (sog. Myopathien) ausgeschlossen werden.
Eine Polyneuropathie führt in der MR-Neurographie typischerweise zu langstreckigen Signalanhebungen und Schwellungen der peripheren Nerven, insbesondere des Nervus ischiadicus (Ischiasnerv) sowie des Nervus peroneus (Wadenbeinnerv) und Nervus tibialis (Schienenbeinnerv). Diese sind je nach Erkrankungsschwere und in Abhängigkeit von der zugrunde liegenden Ursache unterschiedlich stark ausgeprägt. Ist es bereits zu einer Beteiligung der Muskulatur gekommen (z.B. Muskelatrophie), kann dies ebenfalls in der MR-Neurographie erkannt werden.
Insbesondere zu Beginn der Erkrankung bei noch milden Symptomen kann die MR-Neurographie zur Diagnosefindung und damit zu einer frühzeitigen Behandlung beitragen. Des Weiteren hilft die MR-Neurographie dabei, andere Erkrankungen der peripheren Nerven oder der Muskulatur auszuschließen. Bei dem Verdacht auf eine Muskelerkrankung kann so z.B. festgestellt werden, welche Muskelgruppen besonders betroffen sind, so dass sich eine zielgerichtete weitere Diagnostik (z.B. Muskelbiopsie) anschließen kann.
BMBF fördert Polyneuropathie-Forschung
Ein Konsortium von Wissenschaftler:innen aus Essen, Münster, Heidelberg und Leipzig wird Erkrankungen der peripheren Nervenbahnen, die sogenannten Polyneuropathien, mit neuen Techniken interdisziplinär erforschen. Ziel ist, Diagnose und Therapie zu verbessern. Das Projekt „Lipid Immune Nerve Consortium“ (LINC) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit fast 4 Millionen Euro gefördert.
Um mehr Erkenntnisse über die Krankheit und Ansätze zu ihrer Behandlung zu gewinnen, konzentriert sich das neue Projekt mit dem Kurztitel LINC („Lipid Immune Neuropathy Consortium“) auf die fettreiche Schutzhülle, die jede Nervenfaser umgibt: die Myelinscheide. Die interdisziplinäre Herangehensweise von LINC ist bisher einmalig bei dieser sehr häufigen neurologischen Erkrankung.
Klinische Studien und Therapieansätze
Diabetes-Patienten, die unter Nervenschmerzen oder Missempfindungen an den Beinen (diabetische Polyneuropathie) leiden, kann durch ein neues Therapieverfahren mit elektrischer Muskelstimulation möglicherweise geholfen werden. Dank erster überzeugender Ergebnisse mit dem neuen Verfahren starten Ärzte der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg jetzt eine klinische Studie, in deren Rahmen eine größere Anzahl von Diabetikern behandelt wird. Dafür werden Interessenten gesucht, die aufgrund Ihrer Zuckerkrankheit unter Schmerzen, Kribbeln oder Brennen im Bereich der Beine leiden.
Bei der elektrischen Muskelstimulation werden definierte Stromreize in der Oberschenkelmuskulatur gesetzt, die eventuell zu einer Verbesserung der Nervenfunktion führen. Erste Studienergebnisse der Heidelberger Wissenschaftler weisen darauf hin, dass sich unter der Therapie die Durchblutung der kleinsten Gefäße in der Haut verbessert.
SFB 1158: Von der Nozizeption zum chronischen Schmerz
Der SFB 1158 "Von der Nozizeption zum chronischen Schmerz: Struktur-Funktions-Merkmale neuraler Bahnen und deren Reorganisation" untersucht, wie aus akuten Schmerzen chronische werden und wie sich dieser Übergang verhindern oder umkehren lässt. Im Fokus steht, wie sich Nervenzellen und -bahnen verändern, wenn Schmerzen chronisch werden.
Die Wissenschaftler verfolgen im SFB drei Schwerpunkte: Sie untersuchen Struktur und Funktion der Nervenbahnen, die schmerzhafte Reize von schmerzlosen Reizen unterscheiden, mit bildgebenden, elektrophysiologischen und verhaltensbasierten Verfahren. Außerdem gehen sie der Hypothese nach, dass chronische Schmerzen mehr sind als anhaltende akute Schmerzen. Im dritten Schwerpunkt wollen die Forscher herausfinden, ob die Veränderungen an Nervenzellen und -bahnen, die auftreten, wenn Schmerzen lange Zeit anhalten, Ursache oder Folge der chronischen Schmerzen sind.
Schlüsselmechanismus bei Neuropathie entdeckt
Nervenzellen schützen sich nach einer Verletzung mit einem bestimmten Protein vor chronischer Überempfindlichkeit. Ist das Protein dagegen in zu geringer Menge vorhanden, lösen bereits harmlose Reize - wie ein leichter Druck auf der Haut - Schmerzen aus. Diesen Schlüsselmechanismus der sogenannten Neuropathie haben Wissenschaftler aus Heidelberg, Israel und den USA in Laborversuchen entdeckt und nun im renommierten Journal "Nature Medicine" veröffentlicht. Sie zeigten außerdem: Ein Medikament gegen Atemwegserkrankungen wirkt auf diesen Mechanismus ein und lindert die Schmerzüberempfindlichkeit.
Dabei handelt es sich um das Protein SerpinA3N, das im Tierversuch den wesentlichen Unterschied zwischen anhaltender Schmerzüberempfindlichkeit und normalem, wieder abklingendem Wundschmerz nach einer Nervenverletzung ausmachte. Während ein hoher Spiegel an SerpinA3N die Mäuse vor Überempfindlichkeit und Neuropathie schützte, hatte sein Fehlen bzw. seine Reduktion den gegenteiligen Effekt.
Als Übeltäter erwies sich das Protein Leukozyten-Elastase, das von bestimmten Immunzellen, den Leukozyten, gebildet wird. Es wird von SerpinA3N, wenn dieses in ausreichender Menge vorhanden ist, gehemmt.
Kalzium als Schlüssel zur Chronifizierung von Schmerzen
Heidelberger Pharmakologen und Neurobiologen haben einen Schlüsselmechanismus bei der Entstehung chronischer Schmerzen entdeckt: Bei anhaltenden Schmerzen sorgt Kalzium in den Nervenzellen dafür, dass diese mehr Kontakte zu anderen Schmerz weiterleitenden Nervenzellen knüpfen und dauerhaft empfindlicher auf schmerzhafte Reize reagieren. Diese Veränderungen im Rückenmark erklären erstmals, wie es zur Ausbildung des sogenannten Schmerzgedächtnisses kommt.
Das Team um Prof. Kuner und Prof. Bading fand des Rätsels Lösung nun in einem Universal-Botenstoff, den Nervenzellen für jede Signalweitergabe benötigen: Kalzium. Bei Eintreffen eines elektrischen Signals nehmen die Nervenzellen im Rückenmark Kalzium aus ihrer Umgebung auf und werden so aktiviert. Die Wissenschaftler entdeckten, dass bei sehr heftigen oder anhaltenden Schmerzen so viel Kalzium in die Zellen gelangt, dass es - was sonst nicht der Fall ist - in den Zellkern transportiert wird. Hier nimmt es Einfluss darauf, welche Bereiche der Erbinformation (Gene) aktiviert oder deaktiviert werden.
Fehlerhafte Verschaltungen der Schmerzrezeptoren
Selbst ausgeheilte Nervenverletzungen hinterlassen häufig chronischen Schmerz und Überempfindlichkeit gegenüber sanften Berührungen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Pharmakologischen Instituts und des Instituts für Anatomie und Zellbiologie der Medizinischen Fakultät Heidelberg (MFHD) haben nun im Tierversuch gezeigt, dass fehlerhafte „Verschaltungen“ der Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) zu einer bisher noch nicht untersuchten Form sogenannter neuropathischer Schmerzen führen. Sie treten erst im Zuge der Regeneration von Nervenverbindungen beim Ausheilen der Verletzung auf.
Die neuen Ergebnisse zeigen nun, dass die chronischen Schmerzen nicht etwa durch die eigentliche Verletzung entstehen, sondern auf einer fehlerhaften Nervenregeneration sowie auf einer fehlerhaften Wiederherstellung der nervalen Versorgung, der sogenannten Reinnervation, beruhen.
Während sich die taktilen Nervenfasern, die Berührungsreize an Rückenmark und Gehirn weiterleiten, nach der Verletzung nicht oder nur langsam regenerieren - daher das anfängliche Taubheitsgefühl -, sind die schmerzleitenden Fasern dazu schneller in der Lage. Sie nehmen statt der sensorischen Fasern den Platz der gekappten Berührungssensoren in der Haut ein. Die Folge: Jeder taktile Reiz wirkt nun wie ein Schmerzreiz - selbst ein sanftes Streicheln oder das Gefühl von Kleidung auf der Haut kann dann Schmerzen verursachen.
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