Ich habe in einem anderen Forum für Epihunde das folgend zusammen geschrieben, und denke, es könnte auch hier einige Besitzer betroffener Hunde interessieren.
Aber Achtung, es ist eine Menge zu lesen und Medizin, besonders Neurologie hat es in sich. Aber um den Therapieansatz mit hirngängigen Antioxidantien zu verstehen, muss man sich aber auch ein bisschen mit der Pathophysiologie von epileptischen (Serien-)Anfällen beschäftigen. Sonst lässt sich der Nutzen nicht nachvollziehen. Dazu werde ich darum vorangehend die Pathophysiologie knapp erläutern.
Alternativ kann man sich zum leichteren Verständnis auf die leicht verständlichen Kernsätze fokussieren und dann für sich ableiten, ob man das für seinen Hund als brauchbare Therapieoptionen erkennen möchte.
In erster Linie ist das Thema addressiert an Besitzer von Epi-Hunden, die unter ihrer Therapie nicht krampffrei sind und leider auch häufiger unter Serienanfällen leiden.
In der Humanmedizin richtet sich diese Therapieoption aber auch an Patienten mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen, denen auch Mitochondriopathien zugrunde liegen (Demenzen, Parkinson, Huntington, amyotrophe Lateralsklerose etc.) ... aber auch Myopathien.
Wieso Antioxidantien in der Epilepsie?
Man kann medizinisch Antioxidantien zusätzlich zur Antiepileptikatherapie einsetzen, um die organischen Hirnschäden als Folge von Serienkrämpfen möglichst zu minimieren.
Das kann auch die Verschlimmerung der Krankheit vermindern.
Zunächst zum Verständnis von oxidativen Stress in Nervenzellen die Erläuterung zur Pathophysiologie von Grand Mal Anfällen und die schädlichen Folgen im Hirn.
Was passiert bei GM-Anfällen im Hirn?
- GM entstehen, wenn das Gleichgewicht zwischen erregenden und hemmenden Prozessen im ZNS gestört werden
- diese Prozesse werden über die Neurotransmitter im Hirn gesteuert (im wesentlichen GABA, Glutamat)
- Während den Anfällen werden in hohem Umfang als Folge der zahlreichen Nervenaktivitäten aus den Nerven erregende Neurotransmitter frei gesetzt
- Es kommt zu massiven Verschiebungen der Elektrolyte im Hirn (Natrium, Kalium, Chlorid, Calcium)
man muss dazu wissen, dass bei Nervenimpulsen die elektrischen Ströme immer durch Verschiebungen der Elektrolyte entlang der Nerven erzeugt werden, wenn Elektrolyt-Chaos stattfindet, verändert sich auch die Krampfbereitschaft
bei Epilepsie sinkt i.d.R. nach einem Anfall durch diese Elektrolytverschiebungen die Krampfschwelle nach unten ....
außerhalb der Nervenzellen steigt das Kalium, während Natrium, Calcium und Chlorid außerhalb sinken,
statt dessen reichern sich diese Elektrolyte sehr hoch innerhalb der Nervenzellen an
- anfangs führt das zu einer Alkalose (das Hirnmilieu wird kurz basisch), aber mit dem Krampf entsteht im Hirn eine Azidose (Übersäuerung, ph-Wert sinkt) die Stoffwechselsituation verschlechtert sich
- das Hirn hat aber zunächst einen Schutzmechanismus, der Krämpfe stoppen kann:
Die Natrium-Kaliumpumpe in den Nervenzellmembranen wird durch die Veränderungen aktiviert und wirkt den ungünstigen Elektrolytverschiebungen aktiv entgegen.
Sie transprotiert Natrium aus der Zelle raus, und transportiert Kalium in die Zelle hineine. Die elektronischen Impulse im Hirn werden gestoppt.
So kann das Gehirn einen Anfall limitieren und kann und auf das ursprüngliche energeitische Niveau zurück gelangen.
- Diese Na-K-Pumpe kann aber nur arbeiten, wenn ausreichend Energie vorhanden ist! Das Hirn steigert die Durchblutung, damit die Energieversorgung gewährleistet werden kann.
Aber wieso entstehen dann doch Anfallsserien und was hat das zur Folge?
Wieso verlieren die Antiepileptika in den Serien ihre Wirkung?
- nach einem GM ist aufgrund der gestörten Stoffwechsel- und Energiesituation im Hirn die Anfallsbereitschaft generell höher, als vor jedem jeweiligen Anfall davor.
- nach mehreren Anfällen nacheinander, verändert sich die Entladungsaktivität der Nervenzellen im Hirn. In manchen Regionen kommt es zu kontinuierlichen Entladungen.
- Aus Tierstudien weiß man, dass nach mehreren GMs immer im Hirn Nervenzellen (Neuronen) und Astrozyten in variablem Umfang absterben infolge der Sauerstoffunterversorgung und Energiemangel während der GMs
(Astrozyten sind vereinfacht ausgedrückt Zellen, deren Funktion im wesentlichen die Ernährung und Heilung von Nervenzellen ist; und sie metabolisieren Neurotransmitter, die zu Nervenübererregung führen können …)
- Besonders viele Zellen sterben bei ALLEN Epileptikern, sowohl bei Tieren wie Menschen, im Hippocampus (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Hippocampus)
– alle Epileptiker mit GMs entwickeln eine Hippocampussklerose, die ggf. selber zum Auslöser von GM werden kann. Hierauf werden auch zahlreiche neuropathologischen Folgeerkrankungen der Epilepsie zurück geführt (Demenz, Einbußen Intelligenzleistungen, Persönlichkeitsveränderungen)
- Die Nervenzellen geraten während GMs immer in oxidativen mitochondrialen Stress mit folgenden Schäden, die für die Therapie der Patienten relevant sind:
o In den Nervenzellen sind nach GMs die Mitochondrien geschwollen und stark mit starker Calcium überbeladen (Mitochondrien sind die Energiekraftwerke der Zelle, sie steuern den Zelltod der Zellen) … die Mitochondrien oxidieren und werden stark geschädigt
o Es wird mit den GMs sehr viel Energie verbraucht, nach mehreren Anfällen ist die zur Verfügung stehende Energie nicht mehr ausreichend, so dass die Zellen die oben beschriebene Na-K-Pumpe nicht mehr ausreichend aktivieren können … die Krampfschwelle wird von Anfall zu Anfall niedriger
o Hinzu kommt, dass geschädigte Mitochondrien ihre Funktion Energie zu produzieren nicht mehr leisten können ... der Energiemangel verstärkt sich
- In Studien wurden diese Veränderungen im Hirn untersucht, und ermittelt, dass nach schon einem 3. GM die Sensibilität auf Antikonvulsiva stark reduziert ist
- Mit jedem GM steigt unter dem Sauerstoffdefizit in den Nervenzellen die Stickstoffmonoxid-Konzentration (NO)
(NO hat physiologische Funktionen, auch in der Immunabwehr; aber beim oxidativen Stress wirkt NO in den Nervenzellen destruktiv: es zerstört DNA, Proteine, führt zu entzündlichen Zuständen)
- In dieser metabolischen Entgleisung im Hirn wird der hemmenden Neurotransmitter GABA verstärkt abgebaut und die GABA-Rezeptoren werden zunehmend weniger afferent für GABA
- Das wird mit als wesentliche Ursache dafür gesehen, dass bei Anfallsserien z.B. Phenobarbital irgendwann nicht mehr effizient wirkt, da es nicht mehr mit der gewünschten Wirkung an den GABA-Rezeptoren andocken kann. Daher können dann ggf. nur noch über andere Antiepileptika Anfallsserien gestoppt werden
Die Studien mit Antioxidantien untersuchen die Wirkung unter Berücksichtigung des folgenden Pathomechanismus:
- Wie bereits beschrieben kommt es beim Anfall zu einem massiven Einstrom von Calciumionen in die Nervenzellen und zu einem Ausstrom von Kaliumionen
- Die Folge ist, eine Depolarisation der Nervenzellen (Erregungsausbreitung), wodurch in massivem umfang exzitatorische Neurotransmitter (Glutamat, Aspartat) aus den Neuronen freigesetzt werden
- Glutamat u. Aspartat depolarisieren (erregen) weitere Neurone, die wiederum Glutamat und Aspartat frei setzen. Die überschießende Erregung setzt sich fort.
- Das ansteigende Kalium außerhalb der Zellen (extrazellulär) wird von den Astrozyten (Ernährungszellen) aufgenommen, dabei strömt zusätzlich Wasser in die Astrozyten und insb. nach mehreren Anfällen kommt es zu Schwellungen dieser Zellen,
es bildet sich ggf. ein Hirnödem mit den Folgen von Durchblutungsstörungen, Störungen der Energieversorgung, sogar einem Hirndruckanstieg, die Hirnleistung ist (oft noch reversibel) gestört
- Die Patienten entwickeln hierdurch ein sogenanntes (reversibles) organisches Psychosyndrom, der Patient ist total wirr,
dieses wird aber auch durch die hochdosierten Antiepileptika zur Anfallsunterbrechung auch noch verstärkt. Denn die Medikamente schädigen in den oft hohen erforderlichen Dosen, die die Unterbrechung einer Serie/ eines Status erforderlich machen, das Hirngewebe leider zusätzlich.
- Die angestiegene Calciumkonzentration in den Nervenzellen führt an den Mitochondrien (Energiekraftwerke der Zellen) zur Blockade der oxydativen Energiegewinnung (d.h. die Gewinnung von Energie durch Verstoffwechselung von Glucose etc. unter Verbrauch von Sauerstoff). Der Energiespeicher der Nervenzellen (Neuronen) wird weiter entleert. Das Energiemolekül ATP steht immer weniger zur Verfügung
- Die Nervenzellen müssen bei Sauerstoffmangel im Gehirn Energie insb. ohne Sauerstoff gewinnen, das machen sie durch Steigerung der anaerobe Glycolyse, hierbei steigt in der Nervenzelle als Abbauprodukt Laktat (=Milchsäure). Intrazellulär entsteht eine Azidose (Übersäuerung)
- Die zunehmende Energieverknappung führt dazu, dass die Nervenzellmembran übersensibel für Erregung wird (es entsteht eine dauerhafte Membrandepolarisation).
- Die intrazelluläre Akkumulation von Calciumionen führt auch zur Aktivierung von katabolen Prozessen:
- Es werden Enzyme aktiviert, die die Nervenzellen schädigen und denn Zelltod einleiten. Hierzu gehören die neuronale Stickoxid-Synthetase (Produziert Stickstoffmonoxid = NO), Phospholipase, Proteinase und Lipidperoxidase. Sie zerstören im lipidreichen Hirn Membranen, Proteine, Zellorgane … ; und es werden Caspasen aktiviert, diese leiten physiologisch die Apoptose ein
- Bei diesen Prozessen entstehen u.a. Glycerol und freie Fettsäuren, die zu Entzündungsmediatoren abgebaut werden ( Prostaglandine, Thromboxane, Leukotriene), und insbesondere entstehen hierbei freie Radikale.
Die medizinisch wissenschaftlichen Studien legen den Pathophysiologie des oxidativen Stresses der Nervenzellen und untersuchen die Therapieoptionen , um mit hirngängigen Antioxidantien die katabolen Prozesse zu verhindern und die schädigenden Radikale zu binden.
Die Frage ist also, welche Antioxidantien sind geeignet NO zu puffern, freie Radiakale auszuschalten, die Produktion katabol wirkender Enzyme zu verhindern und in den Dosierungen verabreichbar, dass genügend davon im Hirn ankommen kann, ohne den Restorganismus umfangreich zu schädigen.
Die neurowissenschaftlichen Epiforscher haben international in verschiedenen Studien (bedauerlicherweise natürlich) an Tieren untersucht, ob es Möglichkeiten gibt, diese o.g. Schädigungen mit geeigneten Medikamenten/ Antioxidantien zu reduzieren.
diverse Studien mit z.B.
o Vitamin E (alpha-Tocopherol)
o Coenzym Q 10
o Resveratol
zeigen:
- Bei vorbehandelten Tieren mit Antioxidantien wurden durch Krampfanfälle weniger Hirnschäden verursacht, als ohne Antioxidantien
die Antioxidantien reduzieren bei Anfällen die Schäden der Mitochondrien
Fortsetzung folgt ....
Aber Achtung, es ist eine Menge zu lesen und Medizin, besonders Neurologie hat es in sich. Aber um den Therapieansatz mit hirngängigen Antioxidantien zu verstehen, muss man sich aber auch ein bisschen mit der Pathophysiologie von epileptischen (Serien-)Anfällen beschäftigen. Sonst lässt sich der Nutzen nicht nachvollziehen. Dazu werde ich darum vorangehend die Pathophysiologie knapp erläutern.
Alternativ kann man sich zum leichteren Verständnis auf die leicht verständlichen Kernsätze fokussieren und dann für sich ableiten, ob man das für seinen Hund als brauchbare Therapieoptionen erkennen möchte.
In erster Linie ist das Thema addressiert an Besitzer von Epi-Hunden, die unter ihrer Therapie nicht krampffrei sind und leider auch häufiger unter Serienanfällen leiden.
In der Humanmedizin richtet sich diese Therapieoption aber auch an Patienten mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen, denen auch Mitochondriopathien zugrunde liegen (Demenzen, Parkinson, Huntington, amyotrophe Lateralsklerose etc.) ... aber auch Myopathien.
Wieso Antioxidantien in der Epilepsie?
Man kann medizinisch Antioxidantien zusätzlich zur Antiepileptikatherapie einsetzen, um die organischen Hirnschäden als Folge von Serienkrämpfen möglichst zu minimieren.
Das kann auch die Verschlimmerung der Krankheit vermindern.
Zunächst zum Verständnis von oxidativen Stress in Nervenzellen die Erläuterung zur Pathophysiologie von Grand Mal Anfällen und die schädlichen Folgen im Hirn.
Was passiert bei GM-Anfällen im Hirn?
- GM entstehen, wenn das Gleichgewicht zwischen erregenden und hemmenden Prozessen im ZNS gestört werden
- diese Prozesse werden über die Neurotransmitter im Hirn gesteuert (im wesentlichen GABA, Glutamat)
- Während den Anfällen werden in hohem Umfang als Folge der zahlreichen Nervenaktivitäten aus den Nerven erregende Neurotransmitter frei gesetzt
- Es kommt zu massiven Verschiebungen der Elektrolyte im Hirn (Natrium, Kalium, Chlorid, Calcium)
man muss dazu wissen, dass bei Nervenimpulsen die elektrischen Ströme immer durch Verschiebungen der Elektrolyte entlang der Nerven erzeugt werden, wenn Elektrolyt-Chaos stattfindet, verändert sich auch die Krampfbereitschaft
bei Epilepsie sinkt i.d.R. nach einem Anfall durch diese Elektrolytverschiebungen die Krampfschwelle nach unten ....
außerhalb der Nervenzellen steigt das Kalium, während Natrium, Calcium und Chlorid außerhalb sinken,
statt dessen reichern sich diese Elektrolyte sehr hoch innerhalb der Nervenzellen an
- anfangs führt das zu einer Alkalose (das Hirnmilieu wird kurz basisch), aber mit dem Krampf entsteht im Hirn eine Azidose (Übersäuerung, ph-Wert sinkt) die Stoffwechselsituation verschlechtert sich
- das Hirn hat aber zunächst einen Schutzmechanismus, der Krämpfe stoppen kann:
Die Natrium-Kaliumpumpe in den Nervenzellmembranen wird durch die Veränderungen aktiviert und wirkt den ungünstigen Elektrolytverschiebungen aktiv entgegen.
Sie transprotiert Natrium aus der Zelle raus, und transportiert Kalium in die Zelle hineine. Die elektronischen Impulse im Hirn werden gestoppt.
So kann das Gehirn einen Anfall limitieren und kann und auf das ursprüngliche energeitische Niveau zurück gelangen.
- Diese Na-K-Pumpe kann aber nur arbeiten, wenn ausreichend Energie vorhanden ist! Das Hirn steigert die Durchblutung, damit die Energieversorgung gewährleistet werden kann.
Aber wieso entstehen dann doch Anfallsserien und was hat das zur Folge?
Wieso verlieren die Antiepileptika in den Serien ihre Wirkung?
- nach einem GM ist aufgrund der gestörten Stoffwechsel- und Energiesituation im Hirn die Anfallsbereitschaft generell höher, als vor jedem jeweiligen Anfall davor.
- nach mehreren Anfällen nacheinander, verändert sich die Entladungsaktivität der Nervenzellen im Hirn. In manchen Regionen kommt es zu kontinuierlichen Entladungen.
- Aus Tierstudien weiß man, dass nach mehreren GMs immer im Hirn Nervenzellen (Neuronen) und Astrozyten in variablem Umfang absterben infolge der Sauerstoffunterversorgung und Energiemangel während der GMs
(Astrozyten sind vereinfacht ausgedrückt Zellen, deren Funktion im wesentlichen die Ernährung und Heilung von Nervenzellen ist; und sie metabolisieren Neurotransmitter, die zu Nervenübererregung führen können …)
- Besonders viele Zellen sterben bei ALLEN Epileptikern, sowohl bei Tieren wie Menschen, im Hippocampus (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Hippocampus)
– alle Epileptiker mit GMs entwickeln eine Hippocampussklerose, die ggf. selber zum Auslöser von GM werden kann. Hierauf werden auch zahlreiche neuropathologischen Folgeerkrankungen der Epilepsie zurück geführt (Demenz, Einbußen Intelligenzleistungen, Persönlichkeitsveränderungen)
- Die Nervenzellen geraten während GMs immer in oxidativen mitochondrialen Stress mit folgenden Schäden, die für die Therapie der Patienten relevant sind:
o In den Nervenzellen sind nach GMs die Mitochondrien geschwollen und stark mit starker Calcium überbeladen (Mitochondrien sind die Energiekraftwerke der Zelle, sie steuern den Zelltod der Zellen) … die Mitochondrien oxidieren und werden stark geschädigt
o Es wird mit den GMs sehr viel Energie verbraucht, nach mehreren Anfällen ist die zur Verfügung stehende Energie nicht mehr ausreichend, so dass die Zellen die oben beschriebene Na-K-Pumpe nicht mehr ausreichend aktivieren können … die Krampfschwelle wird von Anfall zu Anfall niedriger
o Hinzu kommt, dass geschädigte Mitochondrien ihre Funktion Energie zu produzieren nicht mehr leisten können ... der Energiemangel verstärkt sich
- In Studien wurden diese Veränderungen im Hirn untersucht, und ermittelt, dass nach schon einem 3. GM die Sensibilität auf Antikonvulsiva stark reduziert ist
- Mit jedem GM steigt unter dem Sauerstoffdefizit in den Nervenzellen die Stickstoffmonoxid-Konzentration (NO)
(NO hat physiologische Funktionen, auch in der Immunabwehr; aber beim oxidativen Stress wirkt NO in den Nervenzellen destruktiv: es zerstört DNA, Proteine, führt zu entzündlichen Zuständen)
- In dieser metabolischen Entgleisung im Hirn wird der hemmenden Neurotransmitter GABA verstärkt abgebaut und die GABA-Rezeptoren werden zunehmend weniger afferent für GABA
- Das wird mit als wesentliche Ursache dafür gesehen, dass bei Anfallsserien z.B. Phenobarbital irgendwann nicht mehr effizient wirkt, da es nicht mehr mit der gewünschten Wirkung an den GABA-Rezeptoren andocken kann. Daher können dann ggf. nur noch über andere Antiepileptika Anfallsserien gestoppt werden
Die Studien mit Antioxidantien untersuchen die Wirkung unter Berücksichtigung des folgenden Pathomechanismus:
- Wie bereits beschrieben kommt es beim Anfall zu einem massiven Einstrom von Calciumionen in die Nervenzellen und zu einem Ausstrom von Kaliumionen
- Die Folge ist, eine Depolarisation der Nervenzellen (Erregungsausbreitung), wodurch in massivem umfang exzitatorische Neurotransmitter (Glutamat, Aspartat) aus den Neuronen freigesetzt werden
- Glutamat u. Aspartat depolarisieren (erregen) weitere Neurone, die wiederum Glutamat und Aspartat frei setzen. Die überschießende Erregung setzt sich fort.
- Das ansteigende Kalium außerhalb der Zellen (extrazellulär) wird von den Astrozyten (Ernährungszellen) aufgenommen, dabei strömt zusätzlich Wasser in die Astrozyten und insb. nach mehreren Anfällen kommt es zu Schwellungen dieser Zellen,
es bildet sich ggf. ein Hirnödem mit den Folgen von Durchblutungsstörungen, Störungen der Energieversorgung, sogar einem Hirndruckanstieg, die Hirnleistung ist (oft noch reversibel) gestört
- Die Patienten entwickeln hierdurch ein sogenanntes (reversibles) organisches Psychosyndrom, der Patient ist total wirr,
dieses wird aber auch durch die hochdosierten Antiepileptika zur Anfallsunterbrechung auch noch verstärkt. Denn die Medikamente schädigen in den oft hohen erforderlichen Dosen, die die Unterbrechung einer Serie/ eines Status erforderlich machen, das Hirngewebe leider zusätzlich.
- Die angestiegene Calciumkonzentration in den Nervenzellen führt an den Mitochondrien (Energiekraftwerke der Zellen) zur Blockade der oxydativen Energiegewinnung (d.h. die Gewinnung von Energie durch Verstoffwechselung von Glucose etc. unter Verbrauch von Sauerstoff). Der Energiespeicher der Nervenzellen (Neuronen) wird weiter entleert. Das Energiemolekül ATP steht immer weniger zur Verfügung
- Die Nervenzellen müssen bei Sauerstoffmangel im Gehirn Energie insb. ohne Sauerstoff gewinnen, das machen sie durch Steigerung der anaerobe Glycolyse, hierbei steigt in der Nervenzelle als Abbauprodukt Laktat (=Milchsäure). Intrazellulär entsteht eine Azidose (Übersäuerung)
- Die zunehmende Energieverknappung führt dazu, dass die Nervenzellmembran übersensibel für Erregung wird (es entsteht eine dauerhafte Membrandepolarisation).
- Die intrazelluläre Akkumulation von Calciumionen führt auch zur Aktivierung von katabolen Prozessen:
- Es werden Enzyme aktiviert, die die Nervenzellen schädigen und denn Zelltod einleiten. Hierzu gehören die neuronale Stickoxid-Synthetase (Produziert Stickstoffmonoxid = NO), Phospholipase, Proteinase und Lipidperoxidase. Sie zerstören im lipidreichen Hirn Membranen, Proteine, Zellorgane … ; und es werden Caspasen aktiviert, diese leiten physiologisch die Apoptose ein
- Bei diesen Prozessen entstehen u.a. Glycerol und freie Fettsäuren, die zu Entzündungsmediatoren abgebaut werden ( Prostaglandine, Thromboxane, Leukotriene), und insbesondere entstehen hierbei freie Radikale.
Die medizinisch wissenschaftlichen Studien legen den Pathophysiologie des oxidativen Stresses der Nervenzellen und untersuchen die Therapieoptionen , um mit hirngängigen Antioxidantien die katabolen Prozesse zu verhindern und die schädigenden Radikale zu binden.
Die Frage ist also, welche Antioxidantien sind geeignet NO zu puffern, freie Radiakale auszuschalten, die Produktion katabol wirkender Enzyme zu verhindern und in den Dosierungen verabreichbar, dass genügend davon im Hirn ankommen kann, ohne den Restorganismus umfangreich zu schädigen.
Die neurowissenschaftlichen Epiforscher haben international in verschiedenen Studien (bedauerlicherweise natürlich) an Tieren untersucht, ob es Möglichkeiten gibt, diese o.g. Schädigungen mit geeigneten Medikamenten/ Antioxidantien zu reduzieren.
diverse Studien mit z.B.
o Vitamin E (alpha-Tocopherol)
o Coenzym Q 10
o Resveratol
zeigen:
- Bei vorbehandelten Tieren mit Antioxidantien wurden durch Krampfanfälle weniger Hirnschäden verursacht, als ohne Antioxidantien
die Antioxidantien reduzieren bei Anfällen die Schäden der Mitochondrien
Fortsetzung folgt ....
Kommentar