Zerebrovaskuläre Veränderungen bei Multiple-Sklerose-Patienten

Multiple Sklerose (MS) MS ist eine chronische Erkrankung, die entzündliche, demyelinisierende und degenerative Prozesse des Zentralnervensystems beinhaltet [FrischerJMet al., 2009]. Die Entzündung, Mikroglia-Aktivierung, Astrozytose, Demyelinisierung und ein gewisser axonaler Verlust in der weißen und grauen Substanz waren in den Gehirnen der Patienten mit MS vorhanden [Wegner C et al., 2006]. Darüber hinaus zeigten MS-Patienten in Positronenemissionstomographie-Studien (PET) eine Verringerung des zerebralen Blutflusses (CBF), der sich sowohl auf die graue als auch auf die weiße Substanz auswirkte [Sun X et al., 1998].

MS ist die häufigste Autoimmunerkrankung des Zentralnervensystems[Berer K et al,2014]. Im Jahr 2010 betrug die Zahl der Menschen mit MS weltweit 2 bis 2,5 Millionen (ungefähr 30 pro 100.000), wobei die Häufigkeit in den verschiedenen Regionen stark schwankte. [Milo R et al., 2010] MS betrifft weltweit etwa 1.000.000 Menschen im Alter zwischen 17 und 65 Jahren. Die prognostizierte Prävalenzrate von MS für die weiße US-Bevölkerung betrug 191 pro 1.000.000 und die Inzidenzrate lag bei 7,3 pro 1.000.000 Personen [Mayr WTet al , 2003]. Eine weitere Studie zur Prävalenz von Multipler Sklerose in Ägypten in der Altersgruppe > 17 Jahre bei einer Bevölkerungszahl von 21.774 betrug etwa 13,74 pro 100.000 [El-Tallawy HNet al, 2013].

Der Beitrag neurodegenerativer Prozesse zur Krankheitsentstehung wird zunehmend erkannt, insbesondere im Hinblick auf mögliche Progressionsmechanismen. Dazu können axonale Degeneration, mitochondriale Schädigung, Energieversagen, Hypoxie, oxidative Schäden, Eisenansammlung oder globale zerebrale Minderdurchblutung gehören [Mahad DH et al., 2015, D'haeseleer M et al., 2015]. Interessanterweise kann auch die zerebrale vasomotorische Reaktivität (CVMR) bei MS beeinträchtigt sein.

Obwohl die Ursache der CVMR-Beeinträchtigung bei MS nicht klar ist, könnten mehrere potenzielle Faktoren zu diesem Phänomen beitragen.

Der Übersichtlichkeit halber unterteilen wir sie in (1) vaskuläre Faktoren, (2) gliale Faktoren und (3) neuronale Faktoren:

1. Gefäßfaktor

   Eine Störung der Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​könnte ein weiterer Faktor sein, der zur CVMR-Beeinträchtigung bei neurodegenerativen Erkrankungen beiträgt [Alvarez JI, et al., 2013]. Eine CVMR-Beeinträchtigung könnte auch durch einen Anstieg der Konzentration vasokonstriktiver Wirkstoffe verursacht werden. Beispielsweise wird Endothelin-1 (ET-1) – ein starker Vasokonstriktor – in den Gehirngefäßen von MS überexprimiert und sowohl im Serum als auch im Liquor von Patienten mit MS erhöht [Haufschild T, et al., 2001, D'haeseleer M, et al,2013].

2. Gliafaktoren

   Reaktive Astrozyten, d. h. hypertrophierte Astrozyten, die GFAP (gliales fibrilläres saures Protein) überexprimieren, wurden bei praktisch allen ZNS-Erkrankungen, einschließlich MS, beschrieben [Ben Haim L, et al, 2015]. Sie könnten auch zur CVMR-Beeinträchtigung durch die Produktion von ET-1 und möglicherweise anderen Vasokonstriktoren beitragen. Eine weitere Möglichkeit, wie Gliazellen zur Beeinträchtigung der CVMR beitragen könnten, könnte mit ihrer Beteiligung an Signalwegen für oxidativen Stress zusammenhängen [Haider L et al., 2011]. Eine Glia-Pathologie kann auch zu einer Funktionsstörung der BHS führen [Alvarez JI, et al., 2013].

3. Neuronale Faktoren

Es wurde gezeigt, dass cholinerge Projektionen, die vom Nucleus basalis ausgehen, eine zerebrale Vasodilatation direkt durch die Freisetzung von Acetylcholin und indirekt durch die Stimulation von NO-freisetzenden Interneuronen induzieren [Hamel E. et al., 2006] Es gibt Hinweise auf ein cholinerges Defizit bei MS [ Kooi E-J, et al., 2011].

Aus klinischer Sicht wurde ein reduzierter CBF der weißen und grauen Substanz bei Patienten mit MS bisher mit kognitiven Manifestationen in Verbindung gebracht [-Inglese M, et al, 2008, D'Haeseleer M et al, 2013].

Eine kognitive Beeinträchtigung tritt bei 40 bis 65 % der Patienten mit MS auf und kann erhebliche Auswirkungen auf das berufliche und soziale Leben haben [Amato MP, et al, 2001]. Außerdem verringerte sich die Durchblutung der tiefen grauen Substanz bei MS, was negativ mit Müdigkeit korrelierte [Vucic S, et al., 2010].

Die zerebrovaskuläre Reaktivität (CVR) ist ein inhärenter Indikator für die Dilatationskapazität der Hirnarteriolen für einen vasomotorischen Reiz zur Aufrechterhaltung eines spontanen und sofortigen Anstiegs des CBF als Reaktion auf eine neuronale Aktivierung. Die Integrität dieses Mechanismus ist für die Aufrechterhaltung einer gesunden neurovaskulären Kopplung von wesentlicher Bedeutung. Transkranieller Doppler-Ultraschall (TCD) ist definiert als ein nicht-invasives Ultraschallverfahren zur Beurteilung der Veränderungen der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit (CBFV) [Powers J et al,2009]. Die hohe zeitliche Auflösung und der nicht-invasive Charakter von TCD machen es zu einem nützlichen Instrument bei der Beurteilung der integrativen zerebrovaskulären Funktion im Hinblick auf zerebrale Reaktivität, Autoregulation und neurovaskuläre Kopplung (NVC).