Eine Subarachnoidalblutung kann Tage später einen ischämischen Schlaganfall verursachen. Eine aktuelle Studie zeigt, dass massive elektrochemische Wellen im Gehirn dies auch bei Patienten im Koma ankündigen.
Bei einer Subarachnoidalblutung breitet sich das Blut weit zwischen den Membranen aus, die das Gehirn umgeben. Bei dieser Form des hämorrhagischen Schlaganfalls handelt es sich um einen neurologischen Notfall, daher sollten Betroffene sofort intensivmedizinisch behandelt werden. Eine Subarachnoidalblutung wiederum kann einen ischämischen Schlaganfall verursachen. Mehr als die Hälfte der Patienten mit schwerer Subarachnoidalblutung entwickeln diesen Schlaganfall in den ersten zwei Wochen nach der Blutung.
Besondere Schwierigkeit: Patienten im Koma
Wohltätigkeitswissenschaftler haben nun einen Biomarker identifiziert, der auf ein hohes Risiko für einen drohenden Schlaganfall nach einer Subarachnoidalblutung hinweist. „Gerade bei Menschen, die im Koma liegen und keine Angaben zu ihrem Zustand machen können, ist es schwierig einzuschätzen, wann sich ein neuer Schlaganfall entwickeln könnte“, sagt Professor Jens Dreier vom Stroke Research Center der Charity und Erstautor von Die Veröffentlichung. „In unserer Studie zeigen wir, dass die elektrodiagnostische Überwachung diesen Zeitpunkt sichtbar macht. So kann auch bei Patienten im Koma rechtzeitig mit der Therapie begonnen werden, bevor es zu spät ist.“
Gemeinsam mit seinem Team entdeckte Dreier den Biomarker anhand sogenannter propagierender Depolarisationen. Dies sind Wellen massiver elektrochemischer Entladungen, die durch die toxischen Produkte des Blutabbaus bei Hirnblutungen verursacht werden. Die betroffenen Bereiche des Gehirns brauchen dann viel Energie, um wieder normal zu werden.
Gestörte Signalwasserfälle
Bei einem gesunden Gehirn sind sehr kurze Depolarisationen von Nervenzellen, also Änderungen der Membranspannung, normal und hängen mit der Blutversorgung zusammen. Das bedeutet, dass das Gehirn die Gefäße entsprechend erweitert und den erhöhten Energiebedarf durch eine gesteigerte Durchblutung kompensieren kann. Kommt es jedoch nach einer Subarachnoidalblutung zu massiven, langanhaltenden und pathologischen Depolarisationen der Ausbreitung, können auch Signalkaskaden zwischen Nervenzellen und Blutgefäßen gestört werden, sodass die Entladung der Nervenzellen eine extreme Gefäßverengung auslöst. Infolgedessen haben Nervenzellen keine Energie zum Aufladen. Wenn sie zu lange in diesem Zustand der Entladung bleiben, beginnen sie schließlich zu sterben.
„Aber entscheidend ist eine wissenschaftliche Erkenntnis der letzten Jahre“, sagt Dreier. „Die Entladungswelle ist bis zu einem gewissen Grad reversibel. Dadurch können sich Nervenzellen auch erholen, wenn das Nervengewebe rechtzeitig mit Blut und Sauerstoff versorgt wird.“
Die Elektroden unter den Hirnhäuten liefern Informationen
Hier setzt die vorliegende klinische Studie an. Die Forscher verwendeten Elektrokortikographie, um die sich ausbreitenden Depolarisationen genau zu messen. Dies ist eine moderne neurointensivmedizinische Methode zur elektrodiagnostischen Überwachung von Gehirnströmen. Dazu wurden Patienten mit Subarachnoidalblutung bei stationärer Aufnahme Elektroden unter der Dura mater implantiert. Darüber hinaus nutzten die Wissenschaftler bildgebende Verfahren wie MRT und CT. Sie werteten insgesamt etwa 1.000 Hirnbilder von 180 Patienten mit Subarachnoidalblutung aus. In dieser bislang größten klinischen Studie zur Ausbreitung der Depolarisation konnten sie feststellen, dass in der Anfangsphase, also bereits beim Eintreffen des Betroffenen in der Klinik, durchschnittlich 46 Milliliter Hirngewebe verloren gehen. Weitere durchschnittlich 36 Milliliter werden in den ersten zwei Wochen, während der Patient auf der Intensivstation liegt, geschädigt.
„Im Prinzip könnten diese 36 Milliliter Hirngewebe gerettet werden“, sagt Dreier. „Mit der Elektrodiagnostik können wir den Beginn eines Schlaganfalls in einem Stadium nachweisen, in dem die Veränderungen noch reversibel und modifizierbar sind. Daher kann die Beobachtung weit verbreiteter Depolarisationen als Echtzeit-Biomarker verwendet werden. Sie ersetzt irgendwann den Austausch mit Patienten.“ die ihre Einschränkungen und Leiden nicht äußern können, weil sie bewusstlos sind, damit wir Risikopersonen für einen weiteren Schlaganfall identifizieren und frühzeitig entsprechende therapeutische Maßnahmen einleiten können.“ Medikamente. Mögliche Nebenwirkungen können so vermieden werden.“
Die Zukunft der Präzisionsmedizin
Dieses Vorgehen entspricht dem Ansatz der Präzisionsmedizin, bei der die Therapie gezielt auf den Einzelnen abgestimmt wird. Forscher möchten die Depolarisationsausbreitung als Frühwarnsystem weiter testen und idealerweise im klinischen Alltag etablieren, um die Behandlungsmöglichkeiten für Schlaganfälle stetig zu verbessern. Methoden der Künstlichen Intelligenz werden hier eine wichtige Rolle spielen, um elektrodiagnostische Daten automatisch zu analysieren und so Intensivpflegepersonal in Echtzeit zu alarmieren, wenn sich das Hirngewebe des bewusstlosen Patienten in einer bedrohlichen Situation befindet.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Wir haben die Studie hier und mit dem Text verlinkt.
Bildnachweis: Nicole Avagliano, Unsplash