Die Parkinson-Krankheit, eine der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen weltweit, betrifft immer mehr Menschen, vor allem ältere Personen. Schätzungen zufolge wird sich die Neuerkrankungsrate zwischen 2005 und 2030 verdoppeln. Trotz intensiver Forschung sind die zugrundeliegenden Ursachen und Faktoren, die zur Entstehung der Krankheit beitragen, noch immer nicht vollständig geklärt. In den letzten Jahren hat die Rolle des Vagusnervs, einem wichtigen Hirnnerv, der zahlreiche Körperfunktionen steuert, zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieser Artikel beleuchtet die neuesten Erkenntnisse und Therapieansätze im Zusammenhang mit der Vagusnervstimulation bei Parkinson.
Die Ursprünge der Parkinson-Krankheit: Eine neue Perspektive
Die traditionelle Sichtweise, dass die Parkinson-Krankheit im Gehirn beginnt, wird zunehmend in Frage gestellt. Eine Hypothese, die bereits 2003 vom deutschen Neuroanatom Heiko Braak aufgestellt wurde, besagt, dass die Krankheit ihren Ursprung im Magen-Darm-Trakt haben und sich über den Vagusnerv ins Gehirn ausbreiten könnte. Diese Theorie basiert auf der Beobachtung, dass viele Parkinson-Patienten bereits lange vor dem Auftreten der typischen motorischen Symptome über Magen-Darm-Probleme klagen.
Indizien für den Zusammenhang zwischen Darm und Gehirn
Ted Dawson von der Johns Hopkins School of Medicine in Baltimore und sein Team haben handfeste Indizien für diese Theorie vorgelegt. Ihre Forschung deutet darauf hin, dass krankhaft veränderte Proteine, sogenannte α-Synukleine, die für die Entstehung der Parkinson-Krankheit verantwortlich gemacht werden, vom Magen aus über den Vagusnerv in das Gehirn gelangen können.
In einem Experiment spritzten Dawson und sein Team Mäusen diese krankhaft veränderten Eiweiße in Magen und Darm. Normalerweise zeigten die Mäuse einige Zeit später Parkinson-Symptome - nicht aber, wenn der Vagus-Nerv durchtrennt war. Dies deutet darauf hin, dass die schädlichen Proteine tatsächlich ihren Weg aus dem Darm ins Gehirn finden.
Die Rolle der Darmbakterien
Weitere Studien deuten darauf hin, dass körpereigene Bakterien in Zusammenhang mit der Parkinson-Krankheit stehen könnten. Sie zeigen, dass die Bakteriengemeinschaft im Darm von Parkinson-Patienten verändert ist. Eine Publikation im Fachmagazin "Cell" konnte sogar nachweisen, dass diese Veränderungen im Mikrobiom die fatalen Veränderungen im α-Synuklein beschleunigen.
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Kritische Stimmen
Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, dass nicht alle Parkinson-Forscher diese Theorie uneingeschränkt teilen. Einige geben zu bedenken, dass sich die veränderten α-Synukleine auch vom Gehirn aus in den Körper ausbreiten können. Es sei also weiterhin unklar, wo genau sie entstehen und welchen Weg sie im Körper nehmen.
Zukünftige Forschung
Um diese Fragen zu beantworten, plant Ted Dawson weitere Experimente, in denen er bei Mäusen die Darmflora verändert und beobachtet, ob sich die α-Synukleine dadurch krankhaft verändern. Im besten Fall könnten aus diesen Ergebnissen neue Therapien entstehen, beispielsweise über nützliche Bakterien als Probiotika oder auch als Stuhltransplantation. In jedem Fall aber könnten die Ergebnisse dabei helfen, eine Parkinson-Krankheit schon viel früher zu diagnostizieren.
Die Dual-Hit-Hypothese
Die Dual-Hit-Hypothese, die auf den deutschen Neuropathologen Heiko Braak und seine Forschung an den Gehirnen verstorbener Parkinson-Patienten zurückgeht, besagt, dass ein bisher nicht identifizierter neurotroper Erreger über zwei mögliche Wege in den Körper gelangt:
- Über die Nase: Bei einigen Patienten fanden sich Veränderungen der Riechnerven.
- Über den Magen-Darm-Trakt: Veränderungen von Nerven im Magen und Darm wurden als sekundärer Zugangsweg des potentiellen Erregers angesehen. Dieser könne durch Verschlucken von nasalen Sekreten in den Magen-Darm-Trakt gelangen.
Nachdem dieser Erreger die Epithelschicht durchdrungen hat, könnte er in die Axone des Meissner-Plexus, als Teil des enterischen Nervensystems, gelangen und von hier über den Vagusnerv bis in das Gehirn vordringen.
Vagotomie und Parkinson-Risiko
Ausgehend von der Dual-Hit-Hypothese untersuchte eine dänische Studie von Svennson und Kollegen, ob Patienten, welchen der Vagusnerv entfernt wurde, vor einer Parkinson Erkrankung geschützt sind. Die Wissenschaftler untersuchten mithilfe einer großen Register-basierten epidemiologischen Studie etwa 15.000 Personen, bei denen zwischen 1970 und 1995 eine vollständige oder teilweise Vagotomie zur Behandlung eines Magengeschwüres durchgeführt wurde.
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Die Studie konnte zeigen, dass Patienten mit einer kompletten Vagotomie nach 20 Jahren nur noch ein halb so großes Risiko hatten, an Parkinson zu erkranken. Es muss jedoch hinzugefügt werden, dass die Zahl der Patienten, die an Parkinson erkrankten zur gering waren, um statistisch signifikante Ergebnisse zu erzielen. Eine nur teilweise Entfernung des Vagus („superselective vagotomy“) hatte keinen protektiven Effekt auf das Parkinson-Risiko im Vergleich zur Kontrollgruppe aus der Allgemeinbevölkerung.
Innerhalb der untersuchten Population litten viele Parkinson-Patienten zuvor an Symptomen des Verdauungsapparates, zum Beispiel Verstopfungen. Dies könnte als frühes Anzeichen für den Zusammenhang von neurologischen und gastroenterologischen Erkrankungen mit der Funktion des Vagusnervs gesehen werden.
Transkutane Vagusnervstimulation (tVNS) als Therapieansatz
Die transkutane Vagusnervstimulation (tVNS) ist ein nicht-invasives Verfahren, bei dem ein sensibler Ast des Vagusnervs in der Region der Ohrmuschel mit elektrischen Impulsen durch die Haut hindurch stimuliert wird. Dieses Verfahren hat die europäische Zulassung (CE-Zeichen) zur Behandlung von Epilepsien, Depression und Schmerz.
Wirkmechanismus der tVNS
Der N. vagus stimuliert hierbei indirekt den im Hirnstamm lokalisierten Locus coeruleus, ein Kerngebiet, dessen Fehlfunktion bei der Parkinson-Erkrankung für Symptome wie eine gestörte Exekutivfunktionen und auch für die Störungen der Gangmotorik (frontale Gangstörung) verantwortlich gemacht wird.
Studien zur Wirksamkeit der tVNS bei Parkinson
Mehrere Studien haben die Wirkung der tVNS auf verschiedene Aspekte der Parkinson-Krankheit untersucht. Eine Pilotstudie untersuchte die Auswirkungen der transkutanen aurikulären Vagusnervstimulation (taVNS) auf Gangstörungen bei Menschen mit Parkinson. Die Patienten erhielten diese Behandlung zweimal täglich über einen Zeitraum von 7 Tagen. Diejenigen, die die aktive taVNS erhielten, zeigten deutliche Verbesserungen in ihrem Gang im Vergleich zu denen, die eine Scheinbehandlung erhielten.
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Zusätzlich wurde in dieser Studie auch die Gehirnaktivität während des Gehens mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) geprüft. Dabei zeigte sich, dass Parkinson-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden während des Gehens erhöhte Veränderungen in bestimmten Bereichen ihres Gehirns aufwiesen.
Weitere Anwendungsbereiche der tVNS
In Erlangen wurde ein Gerät entwickelt, das über eine Elektrode im Ohr den Vagusnerv stimuliert. Dies kann bei verschiedensten Krankheiten wie Parkinson, Epilepsie oder Depressionen helfen.
Einfluss der tVNS auf nicht-motorische Symptome
Das idiopathische Parkinson-Syndrom (iPS) ist eine neurodegenerative Erkrankung, bei der neben den klassischen motorischen Kernsymptomen (Bradykinesie, Rigor und Tremor) auch nicht-motorische Symptome (NMS) auftreten. Diese NMS, wie z.B. eine affektive Symptomatik oder gastrointestinale Motilitätsstörungen, beeinträchtigen die Lebensqualität der Betroffenen stark und treten häufig bereits viele Jahre vor der Diagnosestellung auf.
Störungen der antralen Magenmotilität und daraus resultierende Obstipation treten bereits im Prodromalstadium auf und begleiten viele Betroffene bis in fortgeschrittene Stadien. Insbesondere die Resorption oraler dopaminerger Präparate ist erheblich beeinträchtigt, was den Nutzen einer Umgehung der gestörten Magenpassage durch alternative Applikation der Substanzen erklärt. Die gestörte Magenmotilität muss daher in engem Zusammenhang mit der Entwicklung von motorischen Fluktuationen und Dyskinesien gesehen werden.
Neben dem Vegetativum leiden Patient:innen mit iPS auch maßgeblich unter affektiven Symptomen. So sind depressive Symptome in allen Phasen der Erkrankung häufig und beeinträchtigen die Lebensqualität der Betroffenen. Ähnlich wie Menschen mit einer Major Depression leiden iPS-Betroffene unter einer Anhedonie.
Eine Studie untersucht derzeit den Einfluss einer 1-wöchigen tVNS auf die Magenmotilität und die affektive Symptomatik bei Menschen mit iPS. Zur Visualisierung der Magenmotilität wird ein Echtzeit-MRT des Magens durchgeführt. Affektive Symptome werden mittels Verstärkungslernen und Emotionserkennung durch Aufgaben am Computer getestet. Die Studie wird randomisiert, kontrolliert und doppelblind durchgeführt.
Die Verbindung zwischen Magen und Gehirn: Eine neue Therapieoption bei Depressionen und Essstörungen?
Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Nils Kroemer der Universitätsklinika Tübingen und Bonn konnte erstmals zeigen, dass eine nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs am Ohr die Kommunikation zwischen Magen und Gehirn innerhalb von Minuten verstärken kann.
Der Vagusnerv ist verantwortlich für die Steuerung vieler Aspekte des menschlichen Verhaltens: Dieser Hirnnerv verbindet einige wichtige Organsysteme mit dem Gehirn und unterstützt somit die Weiterleitung von körpereigenen Signalen. Diese helfen etwa bei der gezielten Nahrungssuche, indem sie das Belohnungssystem für Essensreize schärfen, wenn der Magen leer ist.
Die Studie im Detail
Das Team untersuchte insgesamt 31 Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Sie kombinierten die Stimulation des Vagusnervs am Ohr mit einer zeitgleichen Aufzeichnung der Aktivierung des Gehirns über funktionelle Magnetresonanztomographie (MRT) und einem sogenannten Elektrogastrogram. Bei dem Elektrogastrogram werden Elektroden - ähnlich wie bei einem EKG - über dem Magen platziert, um die Signale des Verdauungstraktes aufzuzeichnen.
Ergebnisse der Studie
Das Forschungsteam hat bei den Studienteilnehmenden sowohl den Vagusnerv am Ohr als auch in einer Kontrollsimulation andere Nerven am Ohr angeregt. Sie konnten beobachten, dass die Vagusnerv-Stimulation die Kopplung mit Signalen des Magens im Hirnstamm und im Mittelhirn erhöht. Diese Regionen sind wichtig, da sie die ersten Ziele des Vagusnervs im Gehirn sind und über das Mittelhirn bereits Effekte vermittelt sein könnten, die unsere Handlungen beeinflussen. Darüber hinaus entdeckten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass die Kopplung mit dem Magen im gesamten Gehirn zunahm, insbesondere in Regionen, die bereits vor der Stimulation stärker mit dem Magen kommunizieren.
Mögliche Therapieoptionen
Diese Erkenntnisse können neue Therapieoptionen ermöglichen. So forscht die Gruppe um Prof. Kroemer aktuell weiter an einer möglichen Anwendung bei Depressionen, wo Veränderungen in der Kommunikation zwischen dem Körper und dem Gehirn bereits als ein wesentlicher Faktor betrachtet werden. Auch bei Adipositas und Essstörungen könnte die Stimulation des Vagusnervs in Zukunft betroffenen Personen helfen, die Wahrnehmung der Körpersignale wiederherzustellen.
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