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Schmerz und peripheres Nervensystem

Projektleiterin:
Prof. Dr. med. Heidrun Krämer
Heidrun.Kraemer@neuro.med.uni-giessen.de

Mitarbeiter/innen:
Dr. Kathrin Döring
Gothje Lautenschläger
Wolfgang Schirner
Theda Hansen
Alexander Vlazak

Anschrift:
Prof. Dr. med. Heidrun Krämer
Neurologische Klinik
Justus-Liebig-Universität Giessen
Klinikstrasse 33
35392 Giessen
Tel.: 0641/985-45357
Fax: 0641/985-45449

Kooperationspartner:
Prof. Dr. F. Birklein, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz
Prof. Dr. M. Elam, Klinische Neurophysiologie, Sahlgrenska Akademie der Universität Göteborg
Prof. Dr. H. Olausson, Klinische Neurophysiologie, Sahlgrenska Akademie der Universität Göteborg
Prof. Dr. K. Thieme, Medizinische Psychologie, Philipps-Universität Marburg
Dr. A. Schänzer, Institut für Neuropathologie, Justus-Liebig-Universität Gießen

Allgemeines:
Die Schmerzempfindung ist ein physiologischer Vorgang, der für den Organismus eine lebenserhaltende biologische Funktion darstellt. Auf allen Ebenen des Nervensystems stehen sich Mechanismen der Schmerzverstärkung und Schmerzhemmung gegenüber. Am Ende der Verarbeitungsprozesse steht das individuelle Erleben ‚Schmerz’.
Nozizeptiver Schmerz ist physiologisch. Durch eine Schädigung der schmerzleitenden Nervenfasern können jedoch Schmerzen mit einem Krankheitswert an sich entstehen (neuropathische Schmerzen). In den letzten Jahren wurden viele Erkenntnisse über pathophysiologische Mechanismen neuropathischer Schmerzen gewonnen und die ‚Mechanismen-basierte‘ Therapie neuropathischer Schmerzen erfolgreich eingeführt. Trotzdem ist das Verständnis zentraler wie auch peripherer Veränderungen bei diesen Schmerzen noch unzureichend. Die derzeitige Forschung der Arbeitsgruppe legt ein besonderes Augenmerk auf die Translation zwischen Grundlagenforschung und der klinischen Anwendung.

Die klinische Neurophysiologie spielt seit langem eine wichtige Rolle in der Neurologie und ist traditionell als integraler Bestandteil in der Gießener Neurologischen Klinik verankert. In den letzten Jahren wurde das Spektrum der ‚klassischen‘ klinischen Neurophysiologie um eine Vielzahl von methodischen Verfahren wie der funktionellen Bildgebung, Mikroneurografie, quantitative sensorische Testung sowie Nerven- und Muskelsonografie erweitert. Diese neuen Verfahren werden zum einen zur klinischen Versorgung und zum anderen zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen herangezogen und sind allesamt in der Gießener Neurologie verfügbar.

Arbeitsschwerpunkte:
Die Arbeitsgruppe Schmerz und peripheres Nervensystem wurde 2010 gegründet. Neben den Spezialsprechstunden ‚Neuropathische Schmerzen‘ und ‚Periphere Nerven‘ werden wissenschaftlich folgende Themen bearbeitet:

Schmerzverarbeitung und Schmerzhemmung
Für die Schmerzverarbeitung ist ein kompliziertes, sich während des gesamten Lebens in Dynamik befindliches Netzwerk von Strukturen verantwortlich. Die Information ‚Schmerz‘ durchläuft das gesamte Nervensystem bis hin zu kortikalen Arealen, wo Schmerz ‚bewusst‘ wird.
Auch wenn viele Areale der Schmerznetzwerke bekannt sind, ist deren Zusammenarbeit und Veränderung nach Läsionen, welche zu neuropathischen Schmerzen führen, noch nicht ausreichend verstanden. Hierzu werden derzeit verschiedene Projekte durchgeführt, welche die Veränderungen im zentralen und peripheren Nervensystem weiter beleuchten.
Der menschliche Körper verfügt über physiologische Mechanismen der Schmerzhemmung. Auf der einen Seite existiert die sympathisch vermittelte stress-induzierte Analgesie, welche derzeit Gegenstand verschiedener mikroneurografischer und bildgebender Untersuchungen der Arbeitsgruppe ist. Die menschliche Haut ist aber auch mit besonderen C-Fasern, den ct (c tactile) Fasern ausgestattet, welche emotionale Aspekte von Berührung leiten. Zusätzlich konnte durch die Ergebnisse der Arbeitsgruppe und ihrer Kooperationspartner nachgewiesen werden, dass ct Fasern auch schmerzmodulierende Eigenschaften haben. Diese Mechanismen und die Bedeutung in der klinischen Praxis werden noch weiter untersucht

Sympathisches Nervensystem
Auch das sympathische Nervensystem hat schmerzmodulierende Eigenschaften. Während eine kurze Aktivierung des sympathischen Nervensystems zu einer Schmerzreduktion führt (stress-induzierte Analgesie), kann eine dauerhafte Aktivierung des sympathischen Nervensystems zur Schmerzchronifizierung beitragen. Beim Gesunden ist die Baroreflexsensitivität (BRS) mit einer Hemmung der sensorischen, autonomen, motorischen und endokrinen Schmerzreaktionen assoziiert. Die BRS ist bei manchen chronischen Schmerzerkrankungen vermindert. Mittels Mikroneurographie kombiniert mit funktioneller Bildgebung wird der Effekt der therapeutischen Methode der peripheren Neurostimulation mit operanter Schmerztherapie dargestellt. Diese Arbeiten werden in enger Kooperation mit Frau Prof. Dr. K. Thieme, Institut für Medizinische Psychologie, Philipps- Universität Marburg durchgeführt.
Bei den verschiedensten Erkrankungen kommt es zu einer Beteiligung des autonomen Nervensystems, welche oft eine wichtige Rolle für die Prognose der Erkrankung spielt, aber schwer quantifizierbar ist. Nach derzeitiger Studienlage erscheint es möglich, dass die sympathische Dysfunktion beispielsweise einen Biomarker für die Krankheitsprogression bei M. Parkinson und Multisystematrophie darstellt. Zur weiteren Aufklärung der autonomen Regulation in Frühstadien der Erkrankungen, welche eventuell auch in der Therapie berücksichtigt werden sollte, erfolgen mikroneurographische Studien, da die traditionellen autonomen Tests keine Unterschiede zwischen Parkinson- und MSA-Patienten finden konnten.

Pathophysiologie des CRPS
Beim komplexen regionalen Schmerzsyndrom (CRPS) ist von einer multifaktoriellen Pathophysiologie auszugehen, wobei die neurogene Entzündung eine wichtige Rolle spielt. In verschiedenen Studien wird der Unterschied zwischen CRPS-Patienten und ‚normaler‘ Frakturheilung beleuchtet und u.a. Auffälligkeiten im Neuropeptid- und Zytokinprofil der CRPS-Patienten in der Haut untersucht.

Muskel- und Nervensonografie
Die Methoden der Muskel- und Nervensonografie sind zwei Verfahren mit stetiger Ausweitung der Indikationsbereiche, welche als sinnvolle Zusatzdiagnostik in der klinischen Routinediagnostik angesehen werden. In den diagnostischen Leitlinien neuromuskulärer Erkrankungen werden diese Methoden allerdings noch nicht berücksichtigt. Durch die Durchführung von Studien an verschiedenen Patientengruppen mit neuromuskulären Erkrankungen wie beispielsweise mit CIDP werden die diagnostische Genauigkeit und klinische Wertigkeit der beiden Verfahren weiter untersucht, um deren Stellenwert in der klinischen Routine weiter zu evaluieren.

Publikationen
Krämer HH. Immunological aspects of the complex regional pain syndrome (CRPS). Curr Pharm Des. 2012;18:4546-9.
Krämer HH, Eberle T, Uceyler N, Wagner I, Klonschinsky T, Muller LP, et al. TNF-alpha in CRPS and ‚normal‘ trauma - significant differences between tissue and serum. Pain. 2011;152:285-90.
Krämer HH, Stenner C, Seddigh S, Bauermann T, Birklein F, Maihofner C. Illusion of pain: pre-existing knowledge determines brain activation of ‚imagined allodynia‘. J Pain. 2008;9:543-51.
Krämer HH, Lundblad L, Birklein F, Linde M, Karlsson T, Elam M, et al. Activation of the cortical pain network by soft tactile stimulation after injection of sumatriptan. Pain. 2007;133:72-8.
Krämer HH, Schmelz M, Birklein F, Bickel A. Electrically stimulated axon reflexes are diminished in diabetic small fiber neuropathies. Diabetes. 2004;53:769-74.