Läsionen der oberen und unteren Motoneurone

Überblick

Definition

Läsionen der oberen/ersten Motoneurone haben ihren Ursprung in der Großhirnrinde oder im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm und betreffen motorische Nervenzellen oberhalb der motorischen Hirnnervenkerne im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm oder oberhalb der unteren Motoneurone im Vorderhorn des Rückenmarks.
Läsionen der unteren/zweiten Motoneurone betreffen die Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie, die vom Vorderhorn des Rückenmarks zum peripheren Muskel verlaufen.

Anatomie und Physiologie

• Steuerung der Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur über 2 Arten von Motorneuronen:
  • Obere Motoneurone: weitere Unterteilung in pyramidale und extrapyramidale Bahnen
  • Untere Motoneurone
• Obere Motoneurone: Pyramidenbahn
  • Direkte Verbindung zwischen Großhirnrinde und motorischen Hirnnervenkerne oder Vorderhornzellen des Rückenmarks
  • Willkür- und Feinmotorik
  • Innervation der Muskeln der kontralateralen Körperseite durch motorische Areale der Großhirnhemisphäre
• Obere Motoneurone: Extrapyramidaltrakt
  • Indirekte Verbindung: Verlauf der Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie durch das Tegmentum und nicht durch die Markpyramide
  • Beteiligt an:
    • Initiierung und Koordination willkürlicher Bewegungen
    • Unwillkürliche Bewegungen wie Reflexe
• Untere Motoneurone:
  • Lokalisation im Vorderhorn des Rückenmarks oder an den motorischen Hirnnervenkernen im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm
  • Sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen vorkommend
  • Klassifikation:
    • Muskeln der Schlundbögen: Innervation durch die Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven V, VII, IX und X
    • Viszeral: autonome sympathische (fight-or-flight) und parasympathische (rest-and-digest) Innervation der glatten Muskulatur, Drüsen und des Gastrointestinaltrakts
    • Keine direkte Innervation der Eingeweide, aber Beitrag zu den Funktionen der Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven, die diese Reaktionen regulieren
    • Somatisch: direkt Innervation der Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur für Kontraktion/Bewegung

Ätiologie von Motoneuron-Läsionen

• Hereditär:
  • Obere Motoneurone: hereditäre spastische Spinalparalyse
  • Untere Motoneurone:
    • Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie (SMA)
    • Distale hereditäre motorische Neuropathien
• Sporadisch:
  • Obere Motoneurone:
    • Primäre Lateralsklerose
    • Ischämischer Schlaganfall Ischämischer Schlaganfall Ischämischer Schlaganfall (Hirninfarkt)
    • Durchtrennung des Rückenmarks
    • Brown-Séquard-Syndrom Brown-Séquard-Syndrom Brown-Séquard-Syndrom
  • Untere Motoneurone: Poliomyelitis Poliomyelitis Poliovirus/Poliomyelitis
  • Sowohl obere als auch untere Motoneurone:
    • Verletzungen infolge eines Traumas
    • Kompression durch eine maligne Raumforderung
• Immunologisch:
  • Obere Motoneurone: nicht vorhanden
  • Untere Motoneurone:
    • Multifokale motorische Neuropathie
    • Chronisch-entzündliche demyelinisierende Polyneuropathie Polyneuropathie Polyneuropathie (CIDP)
    • Guillain Barre-Syndrom

Klinik

Obere Motoneuron-Läsionen oberhalb der Decussatio pyramidum (Kreuzung von einem Großteil der Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie zwischen Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm und Rückenmark Rückenmark Rückenmark) manifestieren sich als motorische Symptome auf der kontralateralen Körperseite, während Läsionen unterhalb der Decussatio pyramidum auf der ipsilateralen Körperseite motorische Beschwerden verursachen. Pathologische Mechanismen von Läsionen der unteren Motoneurone beinhalten eine axonale Degeneration und Zelltod Zelltod Zellschäden und Zelltod der Motoneurone.

Anzeichen im Zusammenhang mit Läsionen der oberen Motoneurone

• Zu Beginn Muskelschwäche
• Klonus
• Keine Faszikulationen
• Erhöhter Tonus: Spastik
• Hyperreflexie
• Positives Babinski-Zeichen: Streckung (Dorsalflexion) der großen Zehe und Auffächerung der anderen Zehen
• Pseudobulbärparese:
  • Undeutliches Sprechen
  • Dysphagie Dysphagie Dysphagie
  • Dysarthrie
  • Spastik der Zunge Zunge Mundhöhle: Lippen und Zunge
  • Pseudobulbärer Affekt: emotionale Manifestationen, einschließlich unkontrollierbarer Episoden von Weinen, Lachen und Wut

Anzeichen im Zusammenhang mit Läsionen der unteren Motoneurone

• Schwache Parese
• Muskelatrophie
• Faszikulationen:
  • Sichtbare, unwillkürliche Kontraktionen von Gruppen motorischer Einheiten
  • Sekundär zur Reinnervation denervierter Fasern, die spontan depolarisieren
• Verminderter Tonus
• Hyporeflexie oder Areflexie
• Bulbärparese:
  • Symptome im Zusammenhang mit eingeschränkter Funktion der unteren Hirnnervenkerne (IX, X, XI und XII)
  • Beeinträchtigung der Muskeln, die zum Kauen, Schlucken Schlucken Gastrointestinale Motilität und zur Zungenbewegung verwendet werden

Zusammenfassung der klinischen Befunde bei Läsionen der oberen und unteren Motoneuronen

Diagnostik

Bei der Untersuchung ist es wichtig, Läsionen des zentralen und peripheren Nervensystems zu unterscheiden.

Anamnese

• Beginn der Erkrankung
• Progression (schnelles vs. langsames Voranschreiten)
• Symptome (s.h. Abschnitt Klinik)

Körperliche Untersuchung

• Muskeluntersuchung:
  • Muskelmasse: Bei Läsion der unteren Motoneurone Zeichen der Muskelatrophie
  • Muskeltonus: Bei Läsion der oberen Motoneurone auf Überprüfung der Spastik oder Rigidität
  • Auf Vorhandensein von Faszikulationen überprüfen
  • Symmetrische vs. asymmetrische Parese
  • Proximale (untere Motoneurone/ Spinalnerven Spinalnerven Rückenmark) vs. distale (aufgrund peripherer Nervenläsionen) Parese
• Vollständige neurologische Untersuchung:
  • Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven
  • Motorische und sensorische Qualitäten
  • Reflexe

Weitere diagnostische Verfahren

• Elektromyographie (EMG):
  • Auftreten von abnormalen elektrischen Signale im Muskel, der von den Motoneuronläsionen betroffen ist
  • Aufzeichnung der spontanen Depolarisation denervierter Muskelfasern
• Neurografie (ENG)
  • Normal bei Läsionen der oberen Motoneurone
  • Pathologisch bei Läsionen der unteren Motoneurone
• Lumbalpunktion
• Weitere Labordiagnostik zum Ausschluss anderer Ursachen:
  • Komplette Stoffwechseldiagnostik
  • Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 -Spiegel im Serum
  • Konzentration von Kupfer Kupfer Spurenelemente
  • HIV-Antikörper
• MRT-Bildgebung zum Ausschluss von:
  • Hirn- und Rückenmarks-Tumore
  • Schlaganfall
  • Entzündliche Erkrankungen
  • Infektiöse Hirn- oder Rückenmarksläsionen
  • Multiple Sklerose Multiple Sklerose Multiple Sklerose

Genetische Diagnostik

• Identifizierung von Genen, die an Erkrankungen der oberen und unteren Motoneurone beteiligt sind:
  • Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie (SMA)
  • Spinobulbäre Muskelatrophie
  • Ätiologie der familiären ALS
• Beinhaltet „next-generation sequencing“ als Methode:
  • Eine moderne DNA-Sequenzierungstechnologie zur Untersuchung genetischer Variationen im Zusammenhang mit bestimmten Krankheiten
  • Sequenzierung des gesamten Genoms an einem Tag möglich

Therapie

Es gibt keine Standardbehandlung für Motoneuronerkrankungen. Es stehen aber einige medikamentöse und chirurgische Verfahren zur Verfügung, um die Folgen von oberen und unteren Motoneuronläsionen zu behandeln und den Patient*innen zu helfen, ihre Lebensqualität zu erhalten.

Symptomatische Therapie

• Physiotherapie:
  • Dehn- und Kraftübungen zur Reduktion der Rigidität
  • Vorbeugung und Behandlung von Kontrakturen
  • Verbesserung der Körperhaltung
  • Verhinderung der Gelenkversteifung
  • Verlangsamung der voranschreitenden Paresen und Atrophie
• Logopädie:
  • Verbesserung der Kau- und Schluckbeschwerden
  • Sprachsynthesizer
• Hilfsgeräte:
  • Mobilitätshilfen: Gehstöcke, Rollstühle, Motorroller
  • Orthesen, Schienen
• Weitere Therapiemöglichkeiten:
  • Ernährungssonden eventuell erforderlich, um eine gute Ernährung aufrechtzuerhalten
  • Nichtinvasive Überdruckbeatmung oder assistierte Beatmung: bei schwerer Muskelschwäche im Hals-, Rachen- und Thoraxbereich

Medikamentöse Therapie

• Muskelrelaxantien bei Spastik:
  • Baclofen Baclofen Spasmolytika
  • Tizanidin Tizanidin Spasmolytika
  • Dantrolen Dantrolen Spasmolytika
  • Botulinumtoxin-Injektionen: Behandlung von Muskelsteifheit durch Schwächung überaktiver Muskeln
• Bei übermäßigem Speichelfluss (Antisialoga):
  • Amitriptylin Amitriptylin Trizyklische Antidepressiva (TCA) (ein trizyklisches Antidepressivum mit anticholinergen Eigenschaften, welches Mundtrockenheit verursacht)
  • Glycopyrrolat
  • Atropin
  • Botulinumtoxin-Injektionen in die Speicheldrüsen Speicheldrüsen Speicheldrüsen (Glandulae salivariae) → stoppt den Speichelfluss
• Krankheitsspezifische Medikamente:
  • ALS: Schutz vor weiteren Schäden an Motoneuronen und Verhinderung des Fortschreitens der Krankheit durch neue Medikamente
  • Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie (SMA): Entwicklung einiger neuen Gentherapien
  • Multiple Sklerose Multiple Sklerose Multiple Sklerose: Immunmodulatoren und Immunsuppressiva Immunsuppressiva Immunsuppressiva

Operative Therapie

• Bei vorhandener willkürliche Kontrolle über die Extremitäten: Verlängerung der spastischen Muskeln → Erhöhung des Funktionsniveaus der Patient*innen
• Bei fehlender Kontrolle der Extremitäten: Muskelentspannung, Myotomie, Tenotomie, Neurektomie oder Arthrodese erforderlich

Klinische Relevanz

Erkrankungen mit Merkmalen von Läsionen der oberen Motoneurone

• Schlaganfall: Auch bekannt als zerebrovaskuläres Ereignis. Ein Schlaganfall kann ischämisch (zerebraler Blutgefäßverschluss durch Thrombose oder Embolie) oder seltener hämorrhagisch (intrakranielle Blutung) verursacht sein. Das klinische Erscheinungsbild umfasst neurologische Symptome mit unterschiedlich starken motorischen und sensorischen Verlusten, die dem betroffenen Bereich des Gehirns und dem Ausmaß der Gewebeschädigung entsprechen. Die Diagnose wird durch körperliche Untersuchung und Bildgebung gestellt. Die Therapie hängt davon ab, ob es sich um ein thrombotisches oder hämorrhagisches Ereignis handelt.
• Brown-Séquard-Syndrom Brown-Séquard-Syndrom Brown-Séquard-Syndrom: spinale Halbseitenlähmung als Folge einer Verletzung, am häufigsten durch ein penetrierendes Trauma. Andere Ursachen sind stumpfe Traumata, Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall, Hämatom und maligne Raumforderungen. Die Klinik des Brown-Séquard-Syndroms besteht aus einer ipsilateralen Parese und einem kontralateralen Verlust der Schmerz- und Temperaturwahrnehmung. Die Läsion der oberen Motoneurone manifestiert sich ipsilateral und unterhalb der Hemisektion.
• Primäre Lateralsklerose: neurodegenerative Erkrankung mit Degeneration der ersten Motoneurone. Die primäre Lateralsklerose tritt meist sporadisch auf, mit Ausnahme einiger Subtypen mit autosomal dominanter Vererbung. Die Erkrankung präsentiert sich ähnlich wie ALS, allerdings mit langsamerem Verlauf und ohne pathologische Befunde der zweiten Motoneurone. Innerhalb von 4 Jahren nach Auftreten der Symptome schreitet bei der Mehrheit der betroffenen Patient*innen die primäre Lateralsklerose zu einer ALS fort. Es gibt keine Heilung für die primäre Lateralsklerose und die Therapie ist rein symptomatisch, ähnlich wie bei der ALS.
• Hereditäre spastische Paraplegie (HSP): neurodegenerative Erkrankung mit beidseitiger Schwäche und Spastik der unteren Extremität. Die Erkrankung beruht auf eine erbliche Funktionsstörung der oberen Motoneurone. Zusätzlich zu den Zeichen einer Läsion der ersten Motoneurone kann sich die HSP mit kognitiver Beeinträchtigung, Ataxie Ataxie Ataxie-Teleangiektasien und peripherer Neuropathie präsentieren. Die Therapie ist ähnlich wie bei der ALS, aber mit einer besseren Prognose; das Fortschreiten der Krankheit ist viel langsamer und die Symptome sind in der Regel auf die unteren Extremitäten beschränkt.
• Vitamin-B12-Mangel Vitamin-B12-Mangel Folsäure und Vitamin B12: kann unter anderem durch unzureichende Zufuhr, Gastrektomie und einer autoimmunen Zerstörung von Belegzellen des Magens entstehen. Dieser Mangel manifestiert sich klinisch mit Müdigkeit, einer peripheren Neuropathie und sogar mit psychiatrischen Symptomen. Die Diagnose wird durch eine megaloblastäre Anämie Anämie Anämie: Überblick und Formen im Blutbild und einer Messung des Serum-Vitamin B12 -Spiegels bestätigt. Die Therapie erfolgt über die Beseitigung von Absorptionsbarrieren und einer Supplementierung des Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12.

Syndrome mit Merkmalen von Läsionen der unteren Motoneurone

• Poliomyelitis Poliomyelitis Poliovirus/Poliomyelitis: Infektionskrankheit, die durch das Poliovirus Poliovirus Poliovirus/Poliomyelitis verursacht wird und die Vorderhornzellen befällt. Die Übertragung der Poliomyelitis Poliomyelitis Poliovirus/Poliomyelitis erfolgt fäkal-oral und durch Atemaerosole. Ein sehr kleiner Teil der Patient*innen entwickelt eine paralytische Poliomyelitis Poliomyelitis Poliovirus/Poliomyelitis mit neurologischer Progression. Die Diagnose erfolgt durch Klinik, Viruskultur, PCR und Serologie. Aktuelle antivirale Mittel sind wirkungslos und die Therapie ist rein symptomatisch. Die 2 verfügbaren Impfstoffe haben diese Krankheit weltweit fast ausgerottet.
• Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom (GBS): immunvermittelte Neuropathie, die nach einer bakteriellen oder viralen Infektion oder seltener nach einem auslösenden Ereignis wie einer Immunisierung oder einem Trauma auftreten kann. Das Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom ist durch eine akute, symmetrisch aufsteigende neuromuskuläre Lähmung gekennzeichnet, die zu Atemversagen führen kann. Die Diagnose basiert auf dem klinischen Bild, der körperlichen Untersuchung und dem Liquorbefund. Die Therapie ist meist unterstützend und kann entweder einen Plasmapherese oder i.v-Immunglobulin erfordern.
• Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie (SMA) (SMA): Gruppe von autosomal-rezessiven Syndrome, gekennzeichnet durch progressive proximale Muskelschwäche und -atrophie. Die spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie Spinale Muskelatrophie (SMA) ist auf die Degeneration der Vorderhornzellen im Rückenmark Rückenmark Rückenmark und der motorischen Kerne im unteren Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm zurückzuführen. Es gibt 5 klinische Arten von SMA, jede mit ihrem charakteristischen klinischen Erscheinungsbild. Die Erstdiagnose wird klinisch gestellt und durch Gentests bestätigt. Die Therapie ist meist symptomatisch und die Prognose hängt vom klinischen Typ ab.
• Spinobulbäre Muskelatrophie Typ Kennedy: X-chromosomale Störung des Hirnstamms und der unteren Motoneurone, die klassischerweise bei Männern im Alter von 20–50 Jahren auftritt und sich im Laufe der Zeit zunehmend verschlechtert. Manifestationen dieser Krankheit sind Atrophie und Schwäche der Gesichts- und rumpfnahen Muskulatur, Tremor, Faszikulationen, leichte kognitive Beeinträchtigung und einige damit verbundene Endokrinopathien. Die Diagnose wird mit Labor- und Gentests sowie Elektromyografie und Neurografie (EMG/ENG) gestellt. Die Therapie ist symptomatisch.

Syndrome mit Merkmalen von Läsionen des oberen und unteren Motoneurone

• Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) (ALS): eine sporadisch auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der oberen und unteren Motoneurone. Diese Krankheit ist durch die Koexistenz von Anzeichen oberer und unterer Motoneuronläsionen gekennzeichnet, die zu Paresen und Schwierigkeiten beim Sprechen und Schlucken Schlucken Gastrointestinale Motilität führen. Die Diagnose wird klinisch gestellt. Die Therapie ist symptomatisch, mit einer schlechten Prognose und einem geringen 5-Jahres-Überleben.
• Multiple Sklerose Multiple Sklerose Multiple Sklerose (MS): chronische entzündliche Autoimmunerkrankung, die zu einer Demyelinisierung des ZNS führt. Das klinische Erscheinungsbild der MS variiert stark in Abhängigkeit von der Lokalisation der Läsionen, beinhaltet jedoch typischerweise neurologische Symptome, die das Sehvermögen, die motorische Funktion und die autonome Funktion beeinträchtigen. Die Diagnose basiert auf klinischen Befunden, MRT-Bildgebung und Liquoruntersuchung. Die Behandlung umfasst Kortikosteroide für akute Exazerbationen und krankheitsmodifizierende Mittel.