Neuroprotektion und Verbesserung der zerebralen Durchblutung stellen die beiden zentralen therapeutischen Ansätze für den ischämischen Schlaganfall dar. In dieser Arbeit stellen wir ein neues experimentelles Konzept vor, welches das neuronale und endotheliale Zytoskelett als therapeutisches Target zur Schlaganfallbehandlung identifiziert. Ungebremster intrazellulärer Kalziumeinstrom durch aktivierte N-methyl-D-aspartat (NMDA)-Rezeptoren und spannungsabhängige Ca++-(VDCC)-Kanäle ist ein entscheidender Trigger für den Zelltod nach Schlaganfall. Die Aktivität dieser Kanäle wiederum wird dynamisch durch Veränderungen des Aktin-Zytoskeletts modifiziert, welches u.a. durch das aktindegradierende Protein Gelsolin vermittelt wird. Neurone, denen Gelsolin fehlt (Gelsolin-Null), zeigen einen vermehrten Zelltod und erhöhten Ca++-Einstrom nach Sauerstoff/Glukose Deprivation und weiterhin erhöhte zytosolische Ca++-Spiegel in den Nervenendigungen nach Depolarisation in vitro. Nach transienter zerebraler Ischämie wiesen Gelsolin-Null Mäuse deutlich größere Infarkte im Vergleich zu den Kontrollen auf. Eine akute Behandlung mit Cytochalasin D, einem Pilztoxin, das spezifisch Aktinfilamente depolymerisiert, reduzierte das Schlaganfallvolumen in Gelsolin-Null und Wildtypmäusen auf das gleiche Volumen. Gelsolinaktivierung und Aktindepolymerisierung schützen somit vor Exzitotoxizität und Zelltod nach zerebraler Ischämie. Ein entscheidender Regulator des zerebralen Blutflusses ist die endotheliale NO Synthase (eNOS). Mäuse, denen dieses Enzym fehlt (eNOS-Null Mäuse), entwickeln grössere Infarkte nach fokaler zerebraler Ischämie. In unserer Arbeit zeigen wir, daß das G-Protein Rho Veränderungen im Zytosklett von Endothelzellen bewirkt, die zur eNOS Herunterregulierung führen. Die Behandlung von Mäusen mit Rho Inhibitoren, wie Statinen (HMG-CoA Reduktasehemmern), C3 Transferase von C. botulinum, oder aber mit dem (oben genannten) aktindepolymerisierenden Toxin Cytochalasin D führten zu einer höheren eNOS Aktivität, vermehrtem zerebralem Blutfluß und kleineren Infarkten nach zerebraler Ischämie. Diese neuroprotektiven Effekte konnten nicht in eNOS-Null Mäusen erzielt werden, was dieses Enzym als den entscheidenden Effektor dieses prophylaktischen Ansatzes identifiziert. Zusammenfassend stellen sowohl das neuronale Zytoskelett (durch Schutz vor Ca++-Influx) als auch das endotheliale Zytoskelett (über einen eNOS-abhängigen Mechanimus) ein neurartiges Target zur Schlaganfalltherapie dar. Diese ermöglichen neuartige Behandlungsstrategien sowohl in der Akutphase als auch zur Prophylaxe. Insbesondere die Tatsache, daß mit den Statinen bereits zugelassene spezifische Therapeutika zur Verfügung stehen, unterstreicht die unmittelbare klinische Relevanz der Untersuchungen. / Neuroprotection and reperfusion are the basic therapeutic concepts for the treatment of ischemic stroke. Here, we present a novel strategy which identifies both the neuronal and endothelial cytoskeleton as potential therapeutic targets. Increased Ca++ influx through activated NMDA receptors and voltage-dependent Ca++ channels (VDCC) is a major determinant of cell injury after brain ischemia. The activity of these channels is modulated by dynamic changes in the actin cytoskeleton, which may occur in part through the actions of the actin filament-severing protein gelsolin. We show that gelsolin null neurons have enhanced cell death and rapid, sustained elevation of Ca++ levels after glucose/oxygen deprivation as well as augmented cytosolic Ca++ levels in nerve terminals after depolarization in vitro. Moreover, major increases in infarct size are seen in gelsolin null mice after reversible middle cerebral artery occlusion compared to controls. In addition, treatment with cytochalasin D, a fungal toxin that depolymerizes actin filaments, reduced the infarct size of both gelsolin null and control mice to the same final volume. Hence, enhancement or mimickry of gelsolin activity may be neuroprotective during stroke. Cerebral blood flow is regulated by endothelium-derived nitric oxide (NO), and endothelial NO synthase-deficient (eNOS-/- "knockout") mice develop larger cerebral infarcts following middle cerebral artery (MCA) occlusion. We report that the small G-protein rho mediates disruption of the endothelial actin cytoskeleton that leads to upregulation of eNOS. Mice treated with Rho inhibitors like statins (HMG-CoA reductase inhibitors), C3 transferase from C. botulinum, or with the actin cytoskeleton disruptor cytochalasin have higher eNOS expression and activity, increased cerebral blood flow and smaller ischemic lesions following MCA occlusion. No neuroprotection was observed with these agents in eNOS-/- mice. These findings suggest that therapies which target the endothelial actin cytoskeleton may have beneficial effects in ischemic stroke. Both the neuronal and the endothelial actin cytoskeleton were identified as novel therapeutic targets following cerebral ischemia stroke. This may have implications for the treatment and prophylaxis of ischemic stroke in man.

Der Schlaganfall steht hinter den Herz- und Tumor-Erkrankungen an dritter Stelle aller Todesursachen. Der wichtigste Faktor für die Vermeidung dauerhafter Invalidität und die Wiederherstellung maximaler Lebensqualität ist die Verhinderung von sekundären Komplikationen. Dabei stellt die Infarktprogression eine der schwerwiegendsten Komplikationen dar. Im Rahmen dieser Arbeit konnte bei insgesamt 45 Patienten mit einem malignen Schlaganfall mittels serieller MRT-Aufnahmen bestimmt werden, ob eine Infarktprogression vorlag. Ein Schwerpunkt der Arbeit war es, die hämodynamische Antwort und die zeitliche und räumliche Ausbreitung von Spreading Depolarizationen (CSD) im Periinfarktgewebe von Patienten mit malignem Schlaganfall zu untersuchen. In dieser Studie konnte zum ersten Mal die zeitliche und räumliche Ausbreitung von CSDs und deren hämodynamische Kopplung am humanen Kortex gezeigt werden. In einer zweiten Substudie wurden mit Hilfe der zerebralen Mikrodialyse die Konzentrationen von Glutamat, Glukose, Laktat und Pyruvat im Periinfarktgewebe bestimmt. Damit sollte im Besonderen geklärt werden, ob es Unterschiede in den Konzentrationen bei Patienten mit Infarktprogression zu Patienten ohne Infarktprogression gibt. Zusammenfassend war ein bemerkenswerter Anteil von verzögerter Infarktprogression nach Dekompression bei Patienten mit malignem Schlaganfall assoziiert mit veränderten biochemischen Markern innerhalb der Periinfarktregion. Des Weiteren wurde untersucht, inwiefern CSDs mit einer veränderten Konzentration von Glutamat, Glukose, Laktat und Pyruvat einhergeht. Hierzu wurde eine Korrelation zwischen CSDs und den Mikrodialysekonzentrationen von Glutamat, Glukose, Laktat und Pyruvat erstellt. / Stroke is the third leading cause of death. The most important factor in preventing permanent disability and recovering quality of life is the prevention of secondary complications. Infarct progression is one of the most serious complications after stroke. In the present study we determined by volumetric analysis from serial magnetic resonance imaging in 45 patients with malignant hemispheric stroke whether an infarct progression was present or not. The next aim was to investigate the hemodynamic response pattern and spatiotemporal propagation of cortical spreading depolarization (CSD) in the peri-infarct region of malignant hemispheric stroke. For the first time, intraoperatively the spatiotemporal propagation of CSDs and their hemodynamic coupling in the human cerebral cortex was visualized. In a second study, the levels of glutamate, glucose, lactate and pyruvate in the peri-infarct region using cerebral microdialysis in patients with malignant stroke were investigated. In particular, it was necessary to clarify whether there are differences in the metabolic changes are associated with delayed infarct progression. In summary, we observed a notable proportion of delayed infarct progression after decompressive surgery in patients with malignant hemispheric stroke associated with a disarrangement of biochemical markers within the peri-infarct region. Furthermore I investigated how CSDs are associated with metabolic changes. For this, a correlation between CSD and the concentrations of glutamate, glucose, lactate and pyruvate was prepared.

Obwohl mittlerweile gesichert ist, dass Angehörige von Patienten mit zerebralen Schädigungen hochgradig belastet sind, findet in den meisten Rehabilitationseinrichtungen keine systematische Angehörigenarbeit statt. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurde ein psychoedukativer Kurs für Angehörige von Schlaganfallpatienten entwickelt und in einem Längsschnitt-Kontrollgruppen-Design mit 3 Messzeitpunkten (N = 52) evaluiert. Ergänzend zu den quantitativen Erhebungsverfahren wurden im Rahmen einer qualitativen Studie auch Interviewdaten erhoben und analysiert. In der quantitativen Studie kamen als Messinstrumente Selbstbeurteilungsverfahren zu Depression, Angst und körperlichen Beschwerden zum Einsatz. Außerdem wurden die globale subjektive Belastungswahrnehmung, das Schlaganfall-spezifische Wissen, die Nutzung psychosozialer Entlastungsangebote und der subjektiv erlebte Nutzen des Kurses erhoben. Die Kursteilnehmer zeigten im Gegensatz zur Kontrollgruppe eine signifikante Zunahme des Schlaganfall-spezifischen Wissens und nutzten mehr Entlastungsangebote. Die subjektive Belastung nahm nur bei der Treatmentgruppe im zeitlichen Verlauf ab, während sie bei der Kontrollgruppe konstant blieb. Der Nutzen des Kurses wurde von den Kursteilnehmern als sehr hoch eingeschätzt. In den standardisierten Skalen zum psychischen und körperlichen Befinden konnten allerdings in keiner der beiden Gruppen signifikante Veränderungen im zeitlichen Verlauf festgestellt werden. Dies wird u. a. darauf zurückgeführt, dass emotionale Verarbeitungsmuster resistenter gegenüber Veränderungen sind als Verhaltenskomponenten. Mit einer Teilstichprobe von elf Angehörigen wurden im Rahmen des qualitativen Untersuchungsteils Interviews durchgeführt. In vertiefenden Fallanalysen wurden die Formen und Strategien der Bewältigung analysiert. Außerdem wurde untersucht, inwiefern sich der bisherige Bewältigungsstil moderierend auf die Effekte des Kurses auf das Belastungserleben der Angehörigen auswirkte. Hier zeigte sich, dass der Kurs Angehörige mit einem bereits funktionalen Bewältigungsstil weiter zu stabilisieren vermag. Bei Angehörigen mit eher dysfunktionalem Bewältigungsstil muss das Veränderungspotential hinsichtlich der Reduzierung des Belastungserlebens auf niedrigerer Ebene angesiedelt werden. / Although numerous studies have shown that caregivers of patients with cerebral diseases are highly burdened, most rehabilitation clinics do not offer systematic intervention programs for caregivers. A psychoeducative seminar for carers of stroke patients was developed and evaluated by means of a pre-post control group design with fifty-two subjects. Self-rating scales measuring depression, anxiety and physical complaints were employed. Additionally, subjective burden, knowledge regarding stroke, use of social services and subjective gains resulting from the seminar were measured. The treatment group showed a significant increase in their knowledge regarding stroke and used more social services which was not found for the control group. Also, only the treatment group revealed a decrease in subjective burden. High satisfaction with the seminar was reported by all members of the treatment group. However, concerning the standardized instruments measuring psychological and physical well-being, no significant changes were found for both groups. One reason for this finding might be that emotional processes are more resistant to changes than behavioral aspects. In addition to the quantitative data interviews were carried out with 11 caregivers from the original sample and analysed by means of qualitative methods. It was analysed which coping-strategies caregivers used and in which way the coping-style moderated the effects of the intervention program. The in-depth case-studies revealed that carers with a generally more functional coping style were further stabilized. Caregivers with a more dysfunctional coping-style previous to the intervention showed less potential for change regarding the reduction of stress-levels. However, changes were observed concerning their ability and willingness to employ services.

Ischämietoleranz bezeichnet das Phänomen, dass ein kurzer ischämischer, metabolischer oder physikalischer Stimulus das Gehirn paradoxerweise "resistent" macht gegenüber einer darauffolgenden, längerdauernden Ischämie. In einer retrospektiven Studie versuchten wir die Hypothese zu untermauern, dass transiente ischämische Attacken (als kurzdauernde ischämische Stimuli) vor einem Infarkt (prodromale TIAs) protektiv sind gegen eine nachfolgende zerebrale Ischämie. Es zeigte sich dabei, dass Patienten mit prodromalen TIAs ein geringeres Defizit und einen günstigeren Verlauf zeigten und im CT seltener Infarktfrühzeichen hatten. Somit könnten transiente ischämische Attacken, vor einem Schlaganfall, analog zu der Situation am Herzen und wie in zahlreichen in vivo Modellen gezeigt, ein klinisches Korrelat zur hypoxischen Präkonditionierung darstellen. Im experimentellen Teil der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass sich hypoxische Präkonditionierung in vitro in neuronalen Kulturen modellieren lässt. Eine kurzzeitige Sauerstoff-Glucose-Deprivation (OGD) 1-3 Tage vor einer längeren OGD führt zu einem signifikanten Schutz von Neuronen, bis zu 90%. Hypoxietoleranz kann auch durch andere metabolische Stimuli, wie Inhibition von Atmungskettenenzymen durch 3-NPA im gleichen Zeitrahmen simuliert werden. Eine genaue Kenntnis der endogenen Neuroprotektion durch Ischämietoleranz könnte in Zukunft helfen, den Schaden durch ischämische Infarkte und ischämische Enzephalopathien zu minimieren. / Ischemic tolerance is a phenomenon where a brief episode of ischemia renders the brain resistant against a subsequent, longerlasting ischemic event. In a retrospective study we tested the hypothesis that transient ischemic attacks (as brief ischemic stimuli) before cerebral ischemia (prodromal TIA's) may have a protective effect. Here we show that patients with prodromal TIA's have less severe neurologic impairment, a better clinical course and have less early infarct signs. Therefore we siggest that TIA's, before stroke could represent a clinical correlate to hypoxic preconditioning, as shown in the heart. Experimentally we were able to model hypoxic preconditioning in vitro using neuronal cultures. Brief oxygen-glucose deprivation (OGD) 1-3 days before longer lasting OGD protects neurons, up to 90%. Hypoxic tolerance was also simulated by metabolic stimuli like inhibition of the respiratory chain by 3-NPA. Increasing knowledge of this endogenous neuroprotection by ischemic tolerance might help to minimize neuronal damage following ischemic strokes and hypoxic encephalopathy.

Background: There is a lack of the generic data comparing the influence of different diseases on health-related quality of life (HrQoL) in a representative sample of primary care patients. Methods: Patient data were collected in the DETECT (Diabetes Cardiovascular Risk Evaluation: Targets and Essential Data for Commitment of Treatment) study including 55,000 patients. Results: 3,109 patients (33.3% female) with myocardial infarction (MI), stroke or both were compared to patients with a wide range of other diagnoses. Stroke and MI patients revealed a lower HrQoL as compared to patients with other diagnoses. Stroke was associated with strongest quality of life reduction. Multivariate analysis revealed several different determining factors. Conclusions: The reduction of HrQoL of patients with MI and stroke is primarily determined by the CNS insult. These data provide further evidence that early diagnosis and treatment of cardiovascular risk factors is essential to reduce subsequent stroke.

Der ischämische Schlaganfall ist global eine der bedeutendsten Volkskrankheiten. Die derzeit verfügbaren kurativen Therapieoptionen werden vorrangig durch ein enges therapeutisches Zeitfenster limitiert. Ziel der aktuellen Schlaganfallforschung ist die Entwicklung von über dieses Zeitfenster hinaus wirksamen Therapien. Ein vielversprechender neuer Ansatz ist die experimentelle Behandlung mit humanen Nabelschnurblutzellen. Diese Arbeit erforscht das therapeutische Zeitfenster für die systemische Therapie des ischämischen Schlaganfalls mittels mononukleärer Nabelschnurblutzellen (hUCB MNC) in spontanhypertensiven Ratten nach permanentem Verschluss der Arteria cerebri media (pMCAO). Hierzu wurden die Therapiezeitpunkte 4, 24, 72, 120 Stunden und 14 Tage nach experimentellem Schlaganfall in einem komplexen Studiendesign inklusive neurofunktioneller Tests, magnetresonanztomographischer und immunhistochemischer Verfahren untersucht. In vitro wurde der Einfluss kokultivierter hUCB MNC auf Nekrose und Apoptose in neuralem Gewebe unter Sauerstoff-Glukose-Deprivation betrachtet. Die Studie ergab eine verbesserte funktionelle Rekonvaleszenz und eine geringere Ausprägung von Atrophie und Astroglianarbe bei Therapie innerhalb eines 72- Stunden-Zeitfensters. In vitro wurde eine signifikante Reduktion von Nekrose und Apoptose durch kokultivierte hUCB MNC beobachtet. Eine histologische Relokalisierung der intravenös applizierten Zellen war in keiner Therapiegruppe möglich. Die Integration der hUCB MNC ins Hirnparenchym stellt somit keine conditio sine qua non für die funktionelle Erholung nach Schlaganfall dar. Trotz des beobachteten erweiterten Zeitfensters ist die Translation dieses Therapieansatzes in die klinische Realität kritisch zu diskutieren, da weiterführende Studien unserer Arbeitsgruppe eine limitierte Wirksamkeit unter sehr praxisnahen Bedingungen (z.B. Einsatz kryokonservierter hUCB MNC) gezeigt haben. / Experimental treatment strategies using human umbilical cord blood mononuclear cells (hUCB MNCs) represent a promising option for alternative stroke therapies. An important point for clinical translation of such treatment approaches is knowledge on the therapeutic time window. Although expected to be wider than for thrombolysis, the exact time window for hUCB MNC therapy is not known. Our study aimed to determine the time window of intravenous hUCB MNC administration after middle cerebral artery occlusion (MCAO). Male spontaneously hypertensive rats underwent MCAO and were randomly assigned to hUCB MNC administration at 4h, 24h, 72h, 120h or 14d. Influence of cell treatment was observed by magnetic resonance imaging on days 1, 8 and 29 following MCAO and by assessment of functional neurological recovery. On day 30, brains were screened for glial scar development and presence of hUCB MNCs. Further, influence of hUCB MNCs on necrosis and apoptosis in post-ischemic neural tissue was investigated in hippocampal slices cultures. Transplantation within a 72h time window resulted in an early improvement of functional recovery, paralleled by a reduction of brain atrophy and diminished glial scarring. Cell transplantation 120h post MCAO only induced minor functional recovery without changes in the brain atrophy rate and glial reactivity. Later transplantation (14d) did not show any benefit. No evidence for intracerebrally localized hUCB MNCs was found in any treatment group. In vitro hUCB MNCs were able to significantly reduce post-ischemic neural necrosis and apoptosis. Our results for the first time indicate a time window of therapeutic hUCB MNC application of at least 72 hours. The time window is limited, but wider than compared to conventional pharmacological approaches. The data furthermore confirms that differentiation and integration of administered cells is not a prerequisite for poststroke functional improvement and lesion size reduction.

No description available.

HINTERGRUND UND ZWECK: Das Penumbra System ist ein innovatives, neuartiges mechanisches Instrument für die Rekanalisierung von langstreckigen Gefäßverschlüssen der Hirnarterien durch Thrombus-Aspiration. Zweck dieser Studie ist die Beurteilung der Effektivität der Gefäßrekanalisation und des neurologischen Endergebnisses von Patienten, die infolge eines akuten ischämischen Schlaganfalls mit dem Penumbra System therapiert wurden. MATERIAL UND METHODEN: Insgesamt 91 Patienten mit akutem ischämischen Schlaganfall aufgrund eines Verschlusses hirnversorgender Arterien wurden mit dem Penumbra System behandelt und in diese retrospektive Studie aufgenommen. In 14 Fällen kam dabei allein das Penumbra System zum Einsatz, bei weiteren 77 Patienten wurde die mechanische Rekanalisation mit intraarterieller und/oder intravenöser Thrombolyse kombiniert. Das klinische Endergebnis wurde anhand des modified Rankin Scale (mRS) bewertet; die Rekanalisation wurde mit dem Thrombolysis in Cerebral Infarction Score (TICI Score) beurteilt. ERGEBNISSE: Das durchschnittliche Patientenalter betrug 62 ± 19,4 Jahre; der mittlere NIH Stroke Scale (NIHSS) bei Krankenhausaufnahme war 17. Eine erfolgreiche Rekanalisation konnte bei 77 % der Patienten erreicht werden. Durchschnittlich vergingen 49 Minuten von arterieller Punktion bis zur Gefäßrekanalisation (Quartillen 31 - 86). In der Verlaufskontrolle zeigten 36 % der Patienten eine NIHSS-Verbesserung von ≥ 10 Punkten und 34 % der Patienten mit einem Verschluss in der vorderen Zirkulation hatten einen mRS ≥ 2, während nur 7 % der Patienten mit einem Gefäßverschluss in der hinteren Zirkulation ein gutes Endergebnis im Nachbeobachtungszeitraum vorwiesen. Insgesamt 20 Patienten verstarben während des Krankenhausaufenthaltes; kein Todesfall war auf den Einsatz des Penumbra Systems zurückzuführen. FAZIT: Zusammenfassend bestätigen die in dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse einer retrospektiven Single-Center-Studie die Effektivität des Penumbra Systems für die mechanische Rekanalisation von ischämischen Schlaganfallpatienten. Eine erfolgreiche und schnelle Rekanalisation mithilfe des Penumbra Systems ist dabei assoziiert mit einer signifikanten Verbesserung des funktionellen-klinischen Endergebnisses bei Patienten mit akutem ischämischen Schlaganfall aufgrund eines Gefäßverschlusses der hirnversorgenden Gefäße.Der erweiterte klinische Nutzen der mechanischen Thrombektomie, im Vergleich zur medikamentösen Standardtherapie, muss in der Zukunft durch eine prospektive, randomisierte und kontrollierte Studie belegt werden.

We prospectively evaluated 30 consecutive patients with echo-enhanced transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) and correlative transfemoral digital subtraction angiography to assess the diagnostic efficacy of echo-enhanced TCCD for evaluation of collateral pathways through the circle of Willis in patients with limited acoustic bone windows and critical symptomatic carotid disease. Echo-enhanced TCCD detected collateral blood flow through the anterior communicating artery in 16 of 18 patients (sensitivity 89%, 95% CI 65–99%) and was false positive in one out of 12 patients without collateral flow (specificity 92%, 95% CI 59–100%). For the posterior communicating artery, sensitivity was 11/14 (79%, 95% CI 49–95%) and specificity was 15/16 (94%, 95% CI 70–100%). Echo-enhanced TCCD enables to study collateral blood flow through the communicating arteries of the circle of Willis with high sensitivity and specificity in patients with obstructions of the internal carotid artery and limited acoustic bone windows. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Thirty-four patients with acute hemispheric ischemic strokes underwent both CT angiography and contrast-enhanced transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) to study the effectiveness of the combined noninvasive techniques for evaluation of the circle of Willis. In 3/34 patients, CT angiography and contrast-enhanced TCCD demonstrated middle cerebral artery (MCA) occlusion, in 5 others MCA stenosis. A severe posterior cerebral artery stenosis was missed by CT angiography. In 8 patients, contrast-enhanced TCCD failed because of poor bone windows. In these patients, CT angiography was normal. CT angiography and contrast-enhanced TCCD are complementary noninvasive diagnostic tools. Disagreements between the diagnostic findings of these methods still need further evaluation by digital subtraction angiography. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.