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Projektstatus:
Abgeschlossen (2002 - 2008)

Projektleiter:
Prof. Dr. med. Wilfrid Jänig
Die Mechanismen von Schmerz und sensorischen Phänomenen
während der Nervenregeneration

Nach einer Verletzung haben die peripheren Nerven die Kapazität zu regenerieren, d.h. die durchtrennten Axone beginnen auszuwachsen, um ihr ursprüngliches Erfolgsorgan zu erreichen und zu reinnervieren. Im Idealfall der kompletten Regeneration kommt es zur völligen Wiederherstellung der Nervenfunktion. In Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dem Ort der Nervendurchtrennung und Erfolgsorgan und des Ausmaßes der Läsion kann der Regenerationsprozess bis zu zwei Jahren andauern. Während dieser Zeit klagen die meisten Patienten über z.T. heftige sensorische Störungen und Schmerzen im Ausbreitungsgebiet des betroffenen Nervens (Kribbelparästhesien, Spontanschmerz, Kälteallodynie, mechanische Allodynie). Über die Entstehungsmechanismen dieser Phänomene ist nur wenig bekannt und entsprechend sind die therapeutischen Möglichkeiten begrenzt.

In dieser kombinierten tierexperimentellen und klinischen Studie sollen die unterschiedlichen sensorischen Störungen und Schmerztypen, die bei fast allen Patienten mit Nervenverletzungen auftreten, mit den elektrophysiologischen Charakteristika und Störungen einzelner verletzter afferenter Nervenfasern (Tierexperimente an Ratten) und mit den standardisierten Schmerzverhalten der Ratten verglichen werden. Dadurch ist es möglich, für jedes individuelle Sensorik- und Schmerz-Profil der Patienten die exakten pathophysiologischen Entstehungsmechanismen zu beschreiben und entsprechend zu therapieren. Je nach Dauer der Regeneration ändern sich die Schmerzsymptome der Patienten im Verlauf der Erkrankung. Auch diesem Phänomen wird durch mehrfache Analysen während des Zeitverlaufes der Regeneration Rechnung getragen. Es wird zu Recht vermutet, dass unterschiedliche therapeutische Strategien zu bestimmten Zeitpunkten der Regeneration je nach vorherrschendem Entstehungsmechanismus wirksam sind. Bei Patienten mit einer kompletten oder partiellen Nervendurchtrennung wird nach chirurgischer Versorgung (z.B. Nervennaht) an unterschiedlichen Zeitpunkten nach der akuten Läsion (sofort nach der Läsion, nach 4 Wochen, 6 Wochen, 1 Jahr, 2 Jahren) eine ausführliche quantitative sensorische Testung (QST) durchgeführt. Damit kann sowohl der Funktionsverlust als auch der Regenerationsverlauf von acht unterschiedlichen Nervenfaserklassen (myelinisierte und unmyelinisierte Fasern) quantitativ analysiert und im Zeitverlauf dokumentiert werden. Darüberhinaus werden die Schmerzintensität und der Schmerzcharakter untersucht. Parallel dazu werden nach experimentellen Nervenläsionen im Tierexperiment in entsprechenden Zeitintervallen Einzelfaserableitungen von genau diesen unterschiedlichen Nervenklassen durchgeführt. Die physiologischen Eigenschaften der afferenten Fasern (ektope Aktivität, Änderung der Erregungsschwellen gegenüber thermischen, chemischen und mechanischen Reizen) werden beschrieben und mit den Daten der Patienten (z.B. Änderung der Schwellen gegenüber mechanischen und thermischen Reizen) korreliert. Dieses korrelative Vorgehen wird vervollständigt und wesentlich ergänzt durch das quantitative Studium des schmerzhaften Verhaltens, die die Ratten mit den gleichen Nervenläsionen auf die gleichen physiologischen Reize, die auch bei den Patienten und in den neurophysiologischen Experimenten eingesetzt werden, zeigen.

Durch diese enge Integration von tierexperimenteller und klinischer Forschung auf den drei Forschungsebenen (Neurophysiologie im Tierexperiment, Tierverhaltensexperiment, quantitative Untersuchung der Sensorik der Patienten) ist eine direkte Übertragung der im Tierexperiment beschriebenen Schmerzursachen auf die subjektiv vom Patienten angegebene Schmerzform möglich. Die experimentellen Erkenntnisse können dadurch in kürzester Zeit in reale Therapiemöglichkeiten umgesetzt werden. Besonders die Rattenverhaltensexperimente sollten dann ermöglichen, die Richtung pharmakologischer Therapien zu bestimmen.