Somatosensorischer Reflexbogen bei Rückenmarksverletzung – Auswirkung auf den kolorektalen Transport

Einführung:

Eine Rückenmarksverletzung hat tiefgreifende Auswirkungen auf das Leben der Betroffenen. Die Lebensqualität wird nicht nur durch Immobilität eingeschränkt, sondern auch durch schwere neurogene Blasen- und Darmfunktionsstörungen. Beispielsweise müssen 66 % der Patienten mit Rückenmarksverletzungen ihr Rektum digital entleeren, 75 % leiden unter Stuhlinkontinenz und 9 % verbringen bei jedem Stuhlgang mehr als 60 Minuten. Die neurologische Beeinträchtigung aufgrund einer Querschnittlähmung ist dauerhaft und das Durchschnittsalter bei der Verletzung beträgt nur 28 Jahre. Die Lebenserwartung von Menschen mit Querschnittlähmung nähert sich derjenigen der Allgemeinbevölkerung an und dementsprechend müssen die meisten Patienten mehrere Jahrzehnte mit schweren Blasen- und Darmsymptomen leben. Es wird geschätzt, dass die Zahl der Personen mit Querschnittlähmung in Dänemark 3.000 beträgt und jedes Jahr 10.000 Personen in der Europäischen Union eine Querschnittlähmung erleiden. Obwohl die saubere intermittierende Katheterisierung die Sterblichkeit aufgrund von Harnwegsinfektionen oder Reflux erfolgreich reduziert hat und mehrere neue Behandlungsmethoden für neurogene Darmfunktionsstörungen eingeführt wurden, gehören sowohl Blasen- als auch Darmfunktionsstörungen immer noch zu den drei häufigsten Ursachen für eine Beeinträchtigung der Lebensqualität nach Rückenmarksverletzung .

Somatosensorischer Reflexbogen:

Das Konzept wurde von Professor Xiao entwickelt. Tierstudien und klinische Grundlagenforschung wurden in den Vereinigten Staaten durchgeführt und später wurden klinische Studien am Menschen in Wuhan, China, durchgeführt. Das Prinzip des chirurgischen Vorgehens lässt sich kurz wie folgt zusammenfassen:

Alle Spinalnerven haben eine vordere efferente Wurzel und eine hintere afferente Wurzel. Für den somatosensorischen Reflexbogen (oder „Xiao-Verfahren“) wird normalerweise die hintere (afferente oder sensorische) Wurzel des 5. Lendennervs (L5) beibehalten, während die vordere Wurzel durchtrennt und mit der vorderen Wurzel eines unteren Segments anastomosiert wird das dritte Sakralsegment (S3). Dadurch entsteht ein neuer Reflexbogen von der Beinhaut über den sensorischen Teil von L5 zum Rückenmark und weiter durch die Anastomose über S2 oder S3 zur Blase und zum Darm. Starke Reize am L5-Dermatom, z. B. Kratzen oder elektrische Stimulation, lösen dann die Harnentleerung aus (6,7). Die Auswirkungen des somatosensorischen Reflexbogens auf die neurogene Darmfunktionsstörung wurden nicht untersucht, aber die klinische Erfahrung zeigt, dass die Darmkontrolle erheblich erleichtert wird.

Das Xiao-Verfahren führt ein völlig neues Konzept für die Behandlung von Rückenmarksläsionen ein und wurde weltweit mit Optimismus aufgenommen. Die Zahl der operierten Patienten allein in China beträgt mittlerweile mehr als 3.000 und Zentren in den USA, Deutschland und Israel haben es eingeführt oder modifiziert. Darüber hinaus planen Zentren in Australien, Finnland und Dänemark die Einführung noch in diesem Jahr. Es gibt jedoch ernsthafte Bedenken, die angegangen werden müssen:

1. Klinische Nachuntersuchungen wurden nur bei sehr wenigen Patienten durchgeführt und physiologische Studien nach dem Eingriff sind ebenso selten und klein.
2. Trotz der sehr großen Zahl von in China operierten Patienten haben logistische oder kulturelle Faktoren eine wirksame Nachsorge verhindert.
3. Eine geringfügige Verbesserung der Blasen- und Darmfunktion kann für einen chinesischen Patienten ohne Zugang zu einer anderen Behandlung wichtig sein. Es ist jedoch nicht bekannt, ob das Xiao-Verfahren für Patienten in einem westlichen Gesundheitssystem von Vorteil sein wird.
4. Die Wirkungsweise des somatosensorischen Reflexbogens ist nur sehr unvollständig untersucht und die Wirkungsweise auf die Darmfunktion ist überhaupt nicht untersucht.

Vor der breiten Anwendung des somatosensorischen Reflexbogens halten wir es für äußerst wichtig, dass gut konzipierte Studien mit validierten oder sogar objektiven Endpunkten durchgeführt werden. Die Ergebnisse solcher Studien werden einen internationalen Einfluss haben, indem sie entweder Indikationen für ein völlig neues Behandlungsprinzip definieren oder andernfalls den weit verbreiteten Einsatz einer unwirksamen Behandlung verhindern.

Hypothesen:

Im März 2009 unternahmen die Kernmitglieder unseres multidisziplinären Studienteams eine Studienreise nach Wuhan, China. In Wuhan wurde im Jahr 2008 bei einer beeindruckenden Zahl von 600 Patienten die somatosensorische Reflexbogenoperation durchgeführt. Basierend auf den Erfahrungen unseres Besuchs stellen wir folgende Hypothesen auf:

1. Der somatosensorische Reflexbogen erhöht den kolorektalen Transport zwischen den Stuhlgängen.
2. Der somatosensorische Reflexbogen verbessert die Darmentleerung beim Stuhlgang.

Patienten und Methoden:

Patienten mit Rückenmarksverletzungen

International kristallisieren sich zwei Indikationen für den somatosensorischen Reflexbogen heraus:

1. Erwachsene Patienten mit Blasenfunktionsstörung aufgrund suprakonaler Querschnittlähmung (oberhalb des Markkonus) und
2. Kinder mit Blasenfunktionsstörung aufgrund von Spinal bifida. Die meisten Kinder mit Spinalbifida haben motorische unvollständige Läsionen und dementsprechend birgt der chirurgische Eingriff das Risiko eines dauerhaften oder sogar dauerhaften Verlusts der motorischen Funktion – typischerweise des Verlusts der Dorsalflexion des Fußes. Ob die Ergebnisse des Verfahrens dieses Risiko rechtfertigen, muss noch ermittelt werden. Im Gegensatz dazu besteht bei Patienten mit motorischer vollständiger suprakonaler Querschnittlähmung und damit vollständigem Verlust der willkürlichen Muskelfunktion unterhalb der Verletzungsgrenze dieses Risiko nicht. Daher wurde beschlossen, dass den Patienten der oben genannten Gruppe a) der Eingriff in der Klinik für Neurochirurgie angeboten wird. Zunächst werden sich 20 Patienten dem Eingriff unterziehen. Da die Methode neu ist, werden die Operation und die Nachsorge unter strenger Überwachung durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf neurophysiologischen Tests und möglichen Komplikationen liegt. Die Genehmigung wird von der Ethikkommission eingeholt, die Patienten werden vom Neurochirurgen sehr sorgfältig informiert und eine Einverständniserklärung wird unterzeichnet.

Chirurgische Prozedur:

Der relativ kleine chirurgische Eingriff wurde bereits früher beschrieben. Zusammenfassend: Es wird eine Hemilaminektomie von L5-S1 durchgeführt. Mittels neurophysiologischer Untersuchung werden auf einer Seite die 5. Lendenwurzel und die 2. oder 3. Kreuzbeinwurzel identifiziert. Das Perineurium wird geöffnet und die motorischen Wurzeln werden von den sensorischen getrennt. Die motorischen Wurzeln werden durchtrennt und eine Mikroanastomose zwischen L5 und S2 oder S3 angelegt. Nach der Operation kommt es zum Sprießen und nach 12–18 Monaten ist der Reflexbogen funktionsfähig. Die Zeit bis zur klinischen Wirkung beträgt daher ebenfalls 12–18 Monate. Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass es durch eine Hemilaminektomie von nur zwei Segmenten durchgeführt wird und der chirurgische Aufwand relativ gering ist. Es wird erwartet, dass sich die Patienten innerhalb von 48 Stunden in ihrem gewohnten Zustand befinden.

Postoperative Überwachung:

Selbst wenn Patienten während der somato-autonomen Reflexbogenstimulation entleeren, entleeren sie sich in der Regel nicht. Dennoch zeigt die klinische Erfahrung in China, dass sich die Darmfunktion deutlich verbessert. Dies ist möglich, weil der linke Dickdarm und das Rektum eine stimulierende parasympathische Innervation von denselben Rückenmarkssegmenten (S2-S4) wie die Blase erhalten. In mehreren Veröffentlichungen, darunter auch aus unserer eigenen Gruppe, wurde gezeigt, dass die Darmtransitzeiten bei QSL-Patienten deutlich verlängert sind. Die somatoautonome Reflexstimulation kann daher die Darmfunktion verbessern, indem sie den kolorektalen Transport während der Stimulation auch ohne Stuhlgang erhöht. Da die meisten Patienten mehrmals am Tag stimulieren, kann die kumulative Wirkung auf das Kolorektum beträchtlich sein und die kolorektale Entleerung erleichtern, wenn sie auf andere Weise induziert wird.

Unser Zentrum ist international führend in der Entwicklung szintigraphischer Techniken zur Beurteilung des kolorektalen Transports beim Stuhlgang und wir haben zuvor festgestellt, dass bei Patienten mit niedrigem SCI die kolorektale Entleerung beim Stuhlgang extrem eingeschränkt ist. Wir sind der Meinung, dass sich unsere szintigraphische Technik hervorragend für die Untersuchung der kolorektalen Auswirkungen des Xiao-Verfahrens eignet.

Szintigraphisches Verfahren:

Die gesamten gastrointestinalen und segmentalen Dickdarmtransitzeiten jedes Einzelnen werden bestimmt. Basierend auf diesen Informationen werden zwei Dosen 111Indium am Tag 1 (2,6 MBq) und am Tag 2 oder 3 (3,3 MBq) eingenommen. Am Tag 0 kommen die Patienten um 8 Uhr morgens in unserer Abteilung für Nuklearmedizin an. Eine doppelköpfige Picker-Gamma-Kamera wird verwendet, um zehn Minuten lang den gesamten Bauch abzubilden, während die Patienten flach auf dem Rücken liegen (Periode 1). Anschließend wird eine weitere zehnminütige Aufzeichnung durchgeführt, während das relevante Dermatom für den somato-autonomen Reflexbogen stimuliert wird (Periode 2). Anschließend erhalten die Probanden eine standardisierte Mahlzeit, um den Magen-Darm-Reflex zu stimulieren. Innerhalb von 30 Minuten leiten SCI-Probanden den Stuhlgang auf ihre übliche Weise (durch Färben, digitale Stimulation, Zäpfchen oder Mikroeinlauf) ein, während sie auf der Toilette sitzen. Abschließend wird eine weitere zehnminütige Aufzeichnung durchgeführt, um den Darminhalt nach dem Stuhlgang zu bestimmen (Zeitraum 3). Die Anzahl der Zählungen für jede der Zehn-Minuten-Perioden beträgt ungefähr 80.000. Der Vergleich der Anzahl der Zählungen in jedem der vier Segmente (Coecum/aufsteigender Dickdarm, transversaler Dickdarm, absteigender Dickdarm und Rektosigmoid) ermöglicht eine hochspezifische Beschreibung des luminalen kolorektalen Transports während der Stimulation oder beim Stuhlgang. Alle Fächer werden nur zweimal untersucht: vor der Operation und nach 18 Monaten. Basierend auf diesem relativ einfachen Experiment können die folgenden drei Teilstudien veröffentlicht werden:

B1)Kolorektaler Transport beim Stuhlgang bei Patienten mit Rückenmarksläsionen Durch den Vergleich der Ergebnisse der Szintigraphie vor der Operation bei Patienten mit suprakonalem SCI mit unseren früheren Ergebnissen bei gesunden Freiwilligen und Patienten mit niedrigem SCI werden wertvolle Informationen über kolorektale Dysfunktion bei SCI gewonnen.

B2) Kolorektaler Transport während der Stimulation des somatoautonomen Reflexes Durch den Vergleich der Lokalisierung des kolorektalen Inhalts in den Perioden 1 und 2 vor beiden Operationen und nach 18 Monaten werden sehr detaillierte Informationen über den kolorektalen Transport während der Stimulation des somatoautonomen Reflexes bereitgestellt.

B3)Kolorektale Entleerung beim Stuhlgang nach somatoautonomer Reflexstimulation. Die Subtraktion der Zählungen in Periode 3 von den in Periode 2 registrierten Unterschieden zwischen kolorektaler Entleerung und segmentalem Transport beim Stuhlgang vor und nach der Bildung des Reflexbogens liefert detaillierte objektive Informationen über die Auswirkungen von das Xiao-Verfahren zur kolorektalen Entleerung.