2000-22 Schwerpunkt aktueller Forschung: die ...

V. Dietz
Schweiz Med Wochenschr 2000;130:829–36
Schweizerisches Paraplegikerzentrum,
Universitätsklinik Balgrist, Zürich
Summary
Focus on current research:
improved mobility for paraplegics
Fortbildung
Since the first paraplegic centre was established
in 1945, life expectancy and life quality of
paraplegics have considerably improved.
However, endeavours to enhance the mobility
of these patients have been less successful. The
most promising approach, functional electric
stimulation of paralysed muscles, is poorly accepted
by patients at present because of technical
problems. This study describes current
approaches which may help to improve patients’
mobility. A central motor lesion is perceived
by the patient as a movement disorder
of the legs, e.g. a gait disorder. Neurological investigation
indicates, on the basis of exaggerated
tendon reflexes and increased resistance
of the non-activated leg muscles to stretching,
that spastic paresis underlies the movement
disorder. This combination of symptoms and
clinical (physical) signs suggests that the exaggerated
tendon tap reflexes are responsible for
muscle hypertonia and the latter causes the
movement disorder. However, electromyography
during movement shows that the exaggerated
short latency reflexes are associated
with loss or attenuation of the functionally essential
polysynaptic spinal reflexes. In the
event of impaired supraspinal control there is
Schwerpunkt aktueller Forschung:
die Mobilitätsverbesserung
Querschnittgelähmter
loss of monosynaptic stretch reflex inhibition
combined with reduced facilitation of polysynaptic
spinal reflexes. Development of tension
in tonically active calf muscles in patients with
spastic paresis during gait occurs independently
of spinal reflex activity. From electrophysiological
and histological observations it
can be assumed that transformation of motor
units resulting in simple and less well adapted
regulation of muscle tone allows movements
such as gait. The reduction of muscle tone obtained
with antispastic drugs is usually associated
with paresis and may therefore hamper
locomotion. Locomotor training represents a
new attempt to improve the mobility of patients
with incomplete paraplegia. It includes
activation of neuronal circuits within the spinal
cord below the level of the lesion. In incomplete
paraplegics a coordinated leg muscle activation
pattern and corresponding leg movements
can be triggered and trained in patients
standing on a treadmill with partial weight
support. Improvement of training of the spinal
cord locomotor centre can be expected from
triggering of spinal cord reflexes and regeneration
of spinal tract fibres, which is expected
to be possible in the near future.
Keywords: spinal cord injury; paraplegia;
spinal reflexes; locomotor training; spasticity
Korrespondenz:
Prof. Dr. med. V. Dietz
Para Care
Schweizerisches Paraplegikerzentrum
Universitätsklinik Balgrist
Forchstrasse 340
CH-8008 Zürich
e-mail: dietz@balgrist.unizh.ch
829

Zusammenfassung
830
Seit dem Aufbau der ersten Paraplegikerzentren
nach 1945 hat sich die Situation der Querschnittgelähmten
im Hinblick auf Lebenserwartung
und Lebensqualität grundlegend verbessert.
Weniger erfolgreich waren die Bestrebungen,
die Beweglichkeit zu erhöhen. Der
vielversprechende Ansatz der funktionellen
elektrischen Stimulation der gelähmten Muskeln
hat sich bis heute aus technischen Gründen
nicht durchgesetzt. Hier sollen zwei aktuelle
Forschungsthemen besprochen werden,
die spastische Gangstörung und das Lokomotionstraining,
die für die Behandlung Querschnittgelähmter
von Bedeutung sind. Patienten
mit zentral motorischer Läsion beeinträchtigt
die Bewegungsstörung. Die neurologische
Diagnose der Spastik beruht auf der Auslösung
gesteigerter Reflexe und erhöhtem Muskeltonus.
Diese Kombination von Symptomen und
physikalischen Befunden führte zu der Annahme,
dass die gesteigerten Reflexe für die
Muskelhypertonie verantwortlich sind und zur
Bewegungsstörung führen. Es ist deshalb nicht
erstaunlich, dass die meisten antispastischen
Medikamente die Reflexaktivität vermindern
sollen. Untersuchungen der Reflexaktivität
und des Innervationsmusters beim Gehen
konnten diese Annahme jedoch nicht bestätigen.
Beim Patienten mit Spastik ist beim Gehen
die reziproke Aktivierung antagonistischer
Beinmuskeln erhalten. Neben gesteigerten
Muskeleigenreflexen besteht eine Abschwächung
der für funktionelle Bewegungsabläufe
wesentlichen, d.h. über mehrere Zwischenzellen
(Interneurone) verschalteten, polysy-
Fortbildung Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
Spastik: Therapie der gesteigerten Reflexe oder der Bewegungsstörung?
Eine Form der Reorganisation nach Läsionen
im Bereich motorischer Zentren stellt die Entwicklung
des «spastischen Syndroms» dar. Für
den Patienten macht sich die Spastik als
Störung funktioneller Bewegungen wie dem
Gehen bemerkbar. Bei der klinischen Untersuchung
stehen die für die Spastik typischen
Befunde im Vordergrund, wie Steigerung der
Eigenreflexe, positives Babinski-Zeichen und,
mehroderwenigerausgeprägt,einerhöhterWiderstand
auf rasche passive Muskeldehnung.
Auf der Grundlage dieser klinischen Befunde
wurde die weithin akzeptierte Schlussfolgerung
für die Pathophysiologie der Spastik abgeleitet,
nämlich, dass die gesteigerten Eigenreflexe
für die Muskelhypertonie und damit für
die Bewegungsstörung verantwortlich sind.
naptischen Rückenmarksreflexe. Die Spannungsentwicklung
der Wadenmuskeln erfolgt
während des Gehens unabhängig von diesen
Reflexen bei geringer tonischer Muskelaktivität.
Nach elektrophysiologischen und histologischen
Befunden ist anzunehmen, dass es
durch einen Umbau der motorischen Einheiten
zu einer Muskeltonusregulation auf einfacher,
d.h. vorwiegend muskulärer Ebene kommt und
damit Bewegungsabläufe, wie das Gehen, möglich
werden. Eine medikamentöse Therapie
der Spastik sollte bei mobilen Patienten mit
Zurückhaltung angewandt werden, da nach
klinischen und elektrophysiologischen Befunden
eine Verminderung gesteigerter Eigenreflexe
keine Besserung der spastischen Bewegungsstörungen
zur Folge hat. Eine medikamentös
induzierte Tonusminderung geht mit
einer Parese einher und ist daher bei immobilen
Patienten sinnvoll. Ein neuer Versuch, die
Beweglichkeit von Patienten mit Querschnittslähmung
zu erhöhen, das Lokomotionstraining,
bezieht das Rückenmark unterhalb der
Läsionsstelle in die koordinierte Muskelaktivierung
mit ein. Bei inkomplett paraplegischen
Patienten können koordinierte Aktivitätsmuster
und Beinbewegungen auf dem Laufband
ausgelöst und trainiert werden. Eine Verbesserung
dieses Trainings von motorischen
Rückenmarkszentren ist durch die Auslösung
von Rückenmarksreflexen und besonders einer
künftig möglich erscheinenden Teilregeneration
von Rückenmarksfasern zu erwarten.
Keywords: Rückenmarkläsion; Paraplegie;
spinale Reflexe; Lokomotionstraining; Spastik
Diese Hypothese hatte insofern auch therapeutische
Konsequenzen, als die meisten antispastischen
Medikamente darauf ausgerichtet
sind, die Aktivität der Eigenreflexe zu vermindern.
Die Frage nach der Funktion dieser
Eigenreflexe bei natürlichen Bewegungsabläufen
wie dem Gehen und damit nach einem
tatsächlichen Zusammenhang zwischen gesteigerten
Eigenreflexen und Bewegungsstörung
blieb bei den meisten Untersuchungen der
Spastik unberücksichtigt. Bereits klinische Beobachtungen
lassen jedoch Zweifel an einem
direkten Zusammenhang von gesteigerten Reflexen
und Bewegungsstörung aufkommen: (1.)
Bei akuten Lähmungen sind die Eigenreflexe
früh gesteigert, während sich die spastische
Muskelhypertonie erst nach Wochen ent-

Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
Fortbildung
wickelt; (2.) Bei Gesunden ist kein Zusammenhang
zwischen sehr lebhaften oder
schwach auslösbaren Eigenreflexen und der
Bewegungsdurchführung bekannt.
Bei funktionellen Bewegungsabläufen wie dem
Gehen besteht eine komplexe Wechselbeziehung
zwischen verschiedenen Reflexmechanismen
sowie spinalen und supraspinalen Regulationszentren:
Die rhythmische Aktivierung
der Beinmuskeln durch spinale Generatoren
wird durch eine multisensorische, d.h. von
Haut, Muskel, Gelenk stammende Afferenz
moduliert und an die jeweiligen Erfordernisse
angepasst. Sowohl zentrale Programmierung
wie Reflexaktivität stehen unter supraspinaler
Kontrolle. Bei Funktionsstörungen von Reflexen,
Rezeptormechanismen oder der supraspinalen
Kontrolle kommt es zu sehr charakteristischen
Gangstörungen bei zerebellärer
Läsion, extrapyramidalem Syndrom oder
spastischer Parese (zur Übersicht s. [1]).
Pathophysiologie
Weder die zeitliche Abfolge der EMG-Aktivität
noch die reziproke Form der Innervation antagonistischen
Beinmuskeln zeigen einen grundsätzlichen
Unterschied zwischen Patienten mit
Spastik und Gesunden. Im Vergleich zu Gesunden
ist die EMG-Aktivität der Wadenmuskeln
bei Patienten mit Spastik in der Amplitude
vermindert und weniger moduliert. Die geringe
Modulation der Gastrocnemiusaktivität beim
Gehen entspricht dem Fehlen einer raschen Regulation
der Entladungsfrequenz motorischer
Einheiten, die das gesunde motorische System
charakterisiert [2, 3].
Es wird gemeinhin angenommen, dass die gesteigerten
Eigenreflexe für den spastischen
Muskeltonus und konsequenterweise für die
Gangstörung verantwortlich sind. Beim Gehen
sind jedoch eine Vielzahl von Reflexmechanismen
beteiligt, deren Bedeutung durch die
Analyse der durch Störreize beim Gehen hervorgerufenen
kompensatorischen Muskelantworten
eingeschätzt werden kann. Während
im gesunden Bein keine monosynaptische, hingegen
starke polysynaptische Reflexantworten
ausgelöst werden, erscheinen in spastischen
Beinmuskeln monosynaptische Reflexe, die
funktionell wesentlichen polysynaptischen
Reflexantworten aber fehlen. Die Gesamtaktivität
in spastischen Muskeln ist trotz
der «enthemmten» monosynaptischen Reflexpotentiale
vermindert [4, 5].
Die gesteigerten Eigenreflexe sind wahrscheinlich
auf eine verminderte präsynaptische Hem-
mung von Gruppe-Ia-Fasern zurückzuführen.
Sonst findet sich experimentell kein Hinweis
auf eine erhöhte Aktivität der Motoneurone
bei der Spastik. Auch indirekte Hinweise auf
eine gesteigerte neuronale Aktivität fehlen: Es
bestehtkeinegesteigerteGamma-Motoneuronaktivität
(d.h. der kleinen motorischen Neurone
im Rückenmark, die die Muskelspindeln
innervieren) und ein dadurch verstärkter Impulseinstrom
der Gruppe-Ia-Fasern, über die
der monosynaptische Dehungsreflex vermittelt
wird [6], oder ein «Sprouting» von Gruppe-Ia-
Fasern an den Motoneuronen, d.h. Aussprossen
dieser Fasern nach spinaler oder supraspinaler
Läsion, mit der Konsequenz gesteigerter
Reflexe.
Bei Patienten mit Spastik kann der pathologische
Muskeltonus beim Gehen nicht durch die
EMG-Aktivität erklärt werden. Im Vergleich
zu Gesunden ist die Beinmuskelaktivierung
entsprechend dem Grad der Parese vermindert.
Gesteigerte monosynaptische Dehnungsreflexe
stellen nur einen kleinen Teil der Gesamtaktivierung
der Beinmuskeln dar [4, 8]. Bei Patienten
mit spastischer Hemiparese zeigt sich
eine grundsätzlich unterschiedliche Spannung-/
Kraftentwicklung im Triceps surae und dadurch
Unterstützung des Körpers während des
Gehens [4, 5, 9]: Am nicht betroffenen Bein
korreliert die Spannungsentwicklung an der
Achillessehne mit der Modulation der EMG-
Aktivität (entsprechend gesunden Personen),
während die Spannungsentwicklung am spastischen
Bein an die Dehnung des gering tonisch
aktivierten Wadenmuskels gekoppelt ist
(Abb. 1). Es besteht keine sichtbare Verbindung
der Spannungsentwicklung mit dem Auftreten
der «gesteigerten» monosynaptischen
Reflexpotentiale. Nach diesen Beobachtungen
muss der spastische Muskeltonus und die Bewegungsstörung
mit einer Veränderung der
Spannungsentwicklung eines Muskels ohne
verstärkte Aktivität der Mononeurone erklärt
werden.
Die Untersuchungen funktioneller Bewegungen
bei der Spastik führen zu der Schlussfolgerung,
dass es nach einer supraspinalen Läsion
zu einer Veränderung der funktionellen Eigenschaften
der motorischen Einheiten kommt,
mit der Folge, dass die Muskelspannung auf
einfacherer Ebene reguliert wird. Eine derartige
Transformation von motorischen Einheiten
ist insofern sinnvoll, als der Patient das
Körpergewicht beim Gehen unterstützen kann.
Eine schnelle Bewegungsdurchführung ist jedoch
nicht mehr möglich. Eine derartige Muskeltransformation
benötigt Zeit, weshalb es
nicht verwunderlich ist, dass es nach einem
831

832
Abbildung 1
Schematische Darstellung der Beziehung
zwischen EMG-Aktivität und Spannungsentwicklung
am gesunden und spastischen
Muskel. Bei Dehnung eines aktiven Muskels
kommt es beim Gesunden zu einer Muskelaktivierung
über polysynaptische spinale
Reflexe. Die Spannungsentwicklung wird
durch die Muskelaktivierung bestimmt.
Am spastischen Muskel kommt es zu einer
geringen tonischen Muskelaktivierung
und zum Auftreten von isolierten Reflexpotentialen
kurzer Latenz. Die Spannungsentwicklung
folgt hier dem Dehnungsverlauf
des gering tonisch aktivierten Muskels.
akuten Insult meist erst nach Wochen zur
Entwicklung eines spastischen Muskeltonus
kommt.
Hinweise auf Veränderungen der mechanischen
Eigenschaften der motorischen Einheiten
bei der Spastik sind vielfältig:
– verlängerte Kontraktionszeiten des Triceps
surae [10];
– Untersuchungen, bei denen Dehnungsreize
am Tricep surae [11] oder Arm [12] appliziert
wurden, weisen auf einen Beitrag der
veränderten Muskelfasereigenschaften zum
spastischen Muskeltonus hin;
– morphometrische und histochemische Untersuchungen
des spastischen Muskels zeigen
spezifische Veränderungen der Muskelfasern
[2].
Therapeutische Konsequenzen
Das Ziel jeder antispastischen Therapie ist, die
spastische Tonuserhöhung zu reduzieren, ohne
die Willkürkraft zu vermindern [13]. Durch die
medikamentöse Therapie soll die Erregbarkeit
spinaler Reflexe herabgesetzt und damit eine
Verminderung der Spastik erreicht werden.
Den verschiedenen Medikamenten werden
hierbei unterschiedliche Wirkmechanismen
zugrunde gelegt [14]:
– verstärkte präsynaptische Hemmung von
Gruppe-I-Fasern und damit eine Abschwächung
der monosynaptischen Dehnungsreflexe
(Baclofen, Diazepam);
– Hemmung erregender Interneurone, die den
spinalen Reflexschleifen zwischengeschaltet
sind (Tizanidin, Glycin);
– Verminderung der Empfindlichkeit peripherer
Rezeptoren (Dantrolen, Phenothiazin)
und Verminderung der Muskelkontraktion
(Dantrolen).
Nach Funktion und Bedeutung der mono- und
polysynaptischen Reflexe beim spastischen
Fortbildung Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
Gang ist eine Wirksamkeit besonders der unter
1. und 2. genannten Medikamente nicht zu
erwarten. Tatsächlich zeigen klinische Untersuchungen,
dass diese Medikamente zwar die
Aktivität der Dehnungsreflexe vermindern, jedoch
nicht zu einer Verbesserung funktioneller
Bewegungsabläufe führen. Nach klinischen
Untersuchungen geht die Minderung der Spastik
mit einer Parese einher [15, 16].
Ähnliche Überlegungen müssen auch für das
peripher im Muskel wirksame Dantrolen angestellt
werden. Da sich die Kontraktionsamplituden
zwischen spastischen und normalen
Muskeln nicht unterscheiden, ist bei einer medikamentösen
Beeinflussung der Muskelkontraktion
eine periphere Parese zu erwarten.
Eine wirksame Verminderung des Muskeltonus
hat zur Folge, dass die aktivierende physiotherapeutische
Behandlung durch die auftretende
Parese behindert wird. Dies zusammen
mit den nicht unbeträchtlichen Nebenwirkungen
dieser Medikamente führt dazu,
dass die Patienten nach absehbarer Zeit diese
medikamentöse Therapie meist nicht mehr
tolerieren.
Die Konsequenz dieser Ausführungen, die in einer
sehr zurückhaltenden Anwendung antispastischer
Medikamente besteht, gilt in erster Linie
für mobile Patienten, da hier der spastische
Tonus zur Kompensation der reduzierten Aktivitätsmodulation
erforderlich ist, um den
Körper beim Gehen zu unterstützen. Hierbei
kann die Physiotherapie eine Verbesserung der
Bewegungsfähigkeit bringen.
Bei immobilen Patienten muss hingegen eine
durch antispastische Medikamente induzierte
Parese nicht nachteilig sein, sondern kann die
physiotherapeutische Behandlung und die
pflegerischen Massnahmen erleichtern sowie
schmerzhafte Symptome wie Spasmen und
Klonus lindern. In den letzten Jahren hat
sich gezeigt, dass durch die intrathekale Gabe
von Baclofen eine deutliche Reduktion der

Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
Gehen mit dem Rückenmark
Abbildung 2
Schematische Darstellung
der beim Gehen involvierten
Mechanismen. Die Beinmuskeln
werden durch neuronale
Rückenmarkszentren
aktiviert. Diese Aktivität
wird durch Informationen
der Rezeptoren von Muskeln,
Gelenken und Haut
moduliert und an die aktuellen
Erfordernisse angepasst
(Unebenheiten des Bodens).
Sowohl der Eigenapparat
des Rückenmarks wie auch
die Reflexmechanismen stehen
unter der Kontrolle von
Hirnstamm und Grosshirn.
Fortbildung
schmerzhaften Symptome erreicht werden
kann, ohne wesentliche unerwünschte Nebenwirkungen
[13, 17].
Nach den pathophysiologischen Grundlagen
der Spastik ist die Physiotherapie bei mobilen
wie immobilen Patienten die wichtigste Behandlungsform.
Sowohl aktivierende wie auch
passiv durchbewegende Behandlungsmassnahmen
sind bei beiden Patientengruppen von entscheidender
Bedeutung. Dadurch soll einerseits
die noch mögliche Muskelaktivierung bei einem
natürlichen Bewegungsablauf mobilisiert
und trainiert werden; andererseits sollen früh
einsetzende und später nur noch schwer behandelbare
Kontrakturen vermieden werden.
Das Rückenmark stellt nicht nur ein Leitungsorgan
für Kommandosignale vom Gehirn zu
den Extremitätenmuskeln dar. Vielmehr ist aus
Untersuchungen, zuerst an der Katze, später
auch am Menschen, bekannt, dass das Rückenmark
einen neuronalen Eigenapparat besitzt,
der auf äussere Reize hin eine komplexe Muskelaktivierung
auslöst (Abb. 2). So kann zum
Beispiel bei neugeborenen Säuglingen die
Berühung der Fusssohlen Schreitbewegungen
der Beine auslösen. Im Vergleich zur rückenmarkverletzten
Katze zeigen paraplegische Patienten
üblicherweise jedoch keine lokomotionsähnliche
Aktivität. Dies wurde auf eine
grössere Dominanz der motorischen Zentren
des Gehirns über das Rückenmark zurückge-
Es scheint unerheblich zu sein, welche Formen
der Physiotherapie bei den Patienten angewandt
werden. Fragwürdig erscheinen dagegen
spezifische Behandlungsansätze verschiedener
«Schulen», da deren Behandlungsgrundlagen
«auf neurophysiologischer Basis» auf
heute nicht mehr haltbaren Analysen von Reflexmechanismen
beruhen. Die diesen Behandlungsformen
zugrundeliegenden Modelle stimmen
nicht mit den aktuellen Kenntnissen der
physiologischen Grundlagen von Bewegungsabläufen
überein. Eine tatsächliche Überlegenheit
einer dieser Methoden gegenüber anderen
konnte zudem nie demonstriert werden.
führt. Trotzdem konnten auch beim paraplegischen
Menschen gewisse Formen einer vom
Rückenmark koordinierten rhythmischen
Aktivität unter bestimmten Bedingungen hervorgerufen
werden. Unwillkürliche Schreitbewegungen
wurden in den letzten Jahren mehrfach
bei Patienten mit inkompletter Rückenmarksläsion
beschrieben, d.h. bei Patienten,
bei denen unterhalb der Läsion noch sensible
und/oder motorische Restfunktionen erhalten
sind. Ausserdem konnte gezeigt werden, dass
bei komplett paraplegischen Patienten das
Rückenmark unterhalb der Verletzungsstelle
Informationen aus der Peripherie, wie die von
Kraftrezeptoren, adäquat verarbeiten und in
eine funktionell sinnvolle Muskelaktivierung
umsetzen kann.
Vor einigen Jahren wurde begonnen, die von
motorischen Hirnzentren abgekoppelten für
die Stand- und Gangregulation wesentlichen
Rückenmarkszentren durch periphere Reize zu
aktivieren, um eine Bewegungsverbesserung zu
erreichen [18]. Gegenüber der direkten elektrischen
Stimulation der gelähmten Muskeln hat
dieser Behandlungsansatz den Vorteil einer
natürlichen Form der Muskelaktivierung.
Aus tierexperimentellen Untersuchungen ist
bekannt, dass beim Säugetier eine Fortbewegung
auf Rückenmarksebene möglich ist. Nach
einer kompletten Rückenmarksläsion kann
eine erwachsene Katze so trainiert werden,
dass sie wieder ein Bewegungsmuster entwickelt,
das in vielen Aspekten dem des intakten
Tieres gleicht [18].
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass
unter bestimmten Voraussetzungen auch bei
Patienten mit inkompletter QuerschnittslähmungFortbewegungsmusteraufRückenmarks-
833

834
Abbildung 3
Ausrüstung mit Laufband und Aufhängung
mit Entlastung des Körpers für das Auslösen
von Schreitbewegungen bei Patienten mit
Querschnittlähmung.
ebene ausgelöst und trainiert werden können.
Bei Patienten mit Querschnittlähmung, die auf
ein Laufband gestellt werden und deren Körper
durch Gurte unterstützt wird (Abb. 3), können
koordinierte Schreitbewegungen durch das
sich bewegende Laufband ausgelöst werden.
Das Gangmuster kann trainiert werden, und
die Patienten profitieren von einem derartigen
Training [19, 20]. Diese und ähnliche Untersuchungen
haben gezeigt, dass sich durch das
Laufbandtraining bei Patienten mit Rückenmarksverletzungen
ein «normaleres» Fortbewegungsmuster
entwickelt.
Wo liegen die Bewegungsschaltkreise?
Die Frage nach der Lokalisation von Lokomotionszentren
im Rückenmark ist wesentlich,
um ein erfolgreiches Fortbewegungstraining
bei para-/tetraplegischen Patienten durchzuführen.
Auskunft geben können Patienten mit
unterschiedlicher Lokalisation der Verletzung
(Läsionshöhe). So wurden bei motorisch komplett
paraplegischen Patienten mit unterschiedlicher
Läsionshöhe (d.h. Lenden-, Brustoder
Halsmarkbereich) von extern assistierte
Schreitmuster unter Körperentlastung auf dem
Laufband ausgelöst. Es zeigte sich, dass das
Gangmuster bezüglich der Stärke und Modulation
der neuronalen Beinmuskelaktivierung
um so «normaler» ist, je höher die Rückenmarksläsion
lokalisiert ist. Daraus ergibt sich,
Fortbildung Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
dass grosse Teile des Rückenmarks am der
Lokomotion zugrundliegenden, neuronalen
Netzwerk beteiligt sind. Die für den Vierfüsslergang,
z.B. der Katze, verständliche Ausdehnung
persistiert offenbar auch beim Zweibeingang
des Menschen. Das koordinierte Mitschwingen
der Arme beim Gehen des Menschen
könnte auch Ausdruck dieser ausgedehnten
Rückenmarksaktivität sein. Diese Beobachtungen
haben insofern Bedeutung, als
Patienten mit hoher Rückenmarksläsion von
einer künftig möglich erscheinenden Regenerationstherapie
voraussichtlich mehr profitieren
würden als die mit einer tiefen Läsion.
Die Ratte als Modell
Ein wesentliches Ziel derzeitiger Forschung ist
– wie bei der Ratte bereits gelungen – auch
beim para-/tetraplegischen Patienten eine
funktionell wirksame Teilregeneration verletzter
Rückenmarksfasern. Als Grundlage hierfür
ist zu klären, inwieweit das Modell des Rattenrückenmarks
auf den Menschen übertragbar
ist. Auf Fragen wie die der Grenzen möglicher
Regenerationsfähigkeit und der Erfordernis
funktionsfähiger Rückenmarksfasern für das
Gehen sind Antworten zu finden. Bei Patienten
mit frischer Rückenmarksläsion wurden
im Hinblick darauf über Jahre systematisch
elektrophysiologische Verlaufsuntersuchungen
durchgeführt. Sie brachten eine objektive Er-

Literatur
Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
Fortbildung
fassung quantitativer Aussagen über die verbliebene
Impulsleitfähigkeit des verletzten
Rückenmarks bei para-/tetraplegischen Patienten
und mit einem Vergleich mit dem klinischen
Verlauf. Dadurch wurden schon kurz nach
dem Trauma prognostische Aussagen über die
zu erreichende Bewegungsfähigkeit möglich
[21]. Ausserdem konnten früh gezielte Behandlungsmassnahmen
eingeleitet werden.
Zudem wurden in einem gemeinsamen Forschungsprojekt
mit dem Institut für Hirnforschung
der Universität Zürich entsprechende
Verhaltens- und elektrophysiologische sowie
morphologische Untersuchungen bei der Ratte
mit verletztem Rückenmark durchgeführt. Es
zeigte sich bei Patienten und Ratte eine enge
Korrelation zwischen dem Ausmass der
Störung in der Impulsleitfähigkeit, der Gehfähigkeit
und der Schwere der Rückenmarksschädigung.
Bei der Ratte konnte also, wie
beim Patienten mit Rückenmarksverletzung,
durch eine kombinierte Verhaltens- und elektrophysiologische
Untersuchung die Entwicklung
der Bewegungsstörung vorausgesagt werden.
Dementsprechend ist auch zu erwarten,
dass elektrophysiologische Untersuchungen
bei einer therapeutischen Intervention zur Erzielung
einer Regeneration von Nervenfasern
im Rückenmark ausreichend empfindlich sind,
um diese Verbesserung objektiv zu erfassen.
1 Dietz V. Human neuronal control of automatic functional
movements. Interaction between central programs and afferent
input. Physiol Rev 1992;72:33–69.
2 Dietz V, Ketelsen VP, Berger W, Quintern J. Motor unit involvement
in spastic paresis: relationship between leg muscle
activation and histochemistry. J Neurol Sci 1986;75:89–103.
3 Rosenfalck A, Andreassen S. Impaired regulation of force
and firing pattern of single motor units in patients with spasticity.
J Neurol Neurosurg Psychiatry 1980;43:907–16.
4 Berger W, Horstmann G, Dietz V. Tension development and
muscle activation in the leg during gait in spastic hemiparesis:
independence of muscle hypertonia and exaggerated
stretch reflexes. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1984;47:
1029–33.
5 Berger W, Horstmann GA, Dietz V. Spastic paresis: impaired
spinal reflexes and intact motor programs. J Neurol Neurosurg
Psychiatry 1988;51:568–71.
6 Vallbo AB, Hagbarth KE, Torebjörk HE, Wallin BG. Somatosensory,
proprioceptive and sympathetic activity in human
peripheral nerves. Physiol Rev 1979;59:919–7.
7 Ashby P. Discussion. In: Emre M, Benecke R, eds. Spasticity.
The Current Status of Research and Treatment. Camford:
Parthenon; 1989. p. 68–9.
8 Dietz V, Quintern J, Berger W. Electrophysiological studies
of spasticity and rigidity: evidence that altered mechanical
properties of muscle contribute to hypertonia. Brain 1981;
104:431–49.
Regenerationsmöglichkeiten
Eine ganz wesentliche Verbesserung des Lokomotionstrainings
könnte durch eine teilweise
Regeneration von Rückenmarksfasern erreicht
werden, wie sie in der Ratte durch Einsatz von
spezifischen Antikörpern möglich ist, die gegen
das von Stützzellen des Rückenmark (Oligodendrozyten)
exprimierte, das Nervenwachstum
hemmende Protein gerichtet sind [22]. Ein
anderer Weg, Regeneration verletzter Rückenmarksbahnen
zu erreichen, ist die Überbrükkung
der Verletzungsstelle von der weissen zur
grauen Substanz durch periphere Nerven [23].
Sollte bei Querschnittsgelähmten auch nur ein
Teil der Rückenmarksfasern regenerieren und
Anschluss an seine Zielzellen finden, so wäre
mit einem wesentlich grösseren Erfolg des Trainings
von motorischen Rückenmarkszentren
zu rechnen.
Ein neuer Versuch, die Beweglichkeit von Patienten
mit Querschnittslähmung zu erhöhen,
wird sich also darauf beziehen, das Rückenmark
unterhalb der Verletzungsstelle in die koordinierte
Muskelaktivierung miteinzubeziehen.
Bei inkomplett paraplegischen Patienten
können koordinierte Aktivitätsmuster und
Beinbewegungen ausgelöst und trainiert werden.
Ein grösserer Effekt dieses Trainings motorischer
Rückenmarkszentren kann durch
eine künftig möglich erscheinende Teilregeneration
von Rückenmarksfasern erwartet werden.
9 Dietz V, Berger W. Normal and impaired regulation of muscle
stiffness in gait: a new hypothesis about muscle hypertonia.
Exp Neurol 1983;79:680–7.
10 Dietz V, Berger W. Interlimb coordination of posture in
patients with spastic paresis. Impaired function of spinal
reflexes. Brain 1984;110:965–78.
11 Sinkjaer T, Magnussen H. Passive, intrinsic and reflex-mediated
stiffness in the ankle extensors of hemiparetic patients.
Brain 1994;117:355–63.
12 Ibrahim IK, Berger W, Trippel M, Dietz V. Stretch induced
EMG-activity and torque in spastic elbow muscles: Differential
modulation of reflex activity in passive and active motor
tasks. Brain 1993;116: 971–89.
13 Latash ML, Penn RD, Carcos DM, Gottlieb GL. Short-term
effects of intrathecal baclofen in spasticity. Exp Neurol
1989;103:165–72.
14 Davidoff RA. Antispasticity drugs: mechanisms of action.
Ann Neurol 1985;17:107–16.
15 Bass B, Weinshenker B, Rice GP, Noseworthy JH, Cameron
MG, Hader W, et al. Tizanidine versus baclofen in the treatment
of spasticity in multiple sclerosis patients. Can J Neurol
Sci 1988;15:15–9.
16 Hoogstraten MC, von der Ploeg RJ, van der Burg W, Vreeling
A, van Marle S, Minderhoud JM. Tizanidine versus baclofen
in the treatment of spasticity in multiple sclerosis patients.
Acta Neurol Scand 1988;75:224–30.
835

836
17 Ochs G, Struppler A, Meyerson BA, Linderoth B, Gybels J,
Gardner BP, et al. Intrathecal baclofen for long-term treatment
of spasticity: a multicentre study. J Neurol Neurosurg
Psychiatry 1989;52:933–9.
18 Barbeau H, Rossignol S. Enhancement of locomotor recovery
following spinal cord injury. Curr Opin Neurol 1994;7:
517–24.
19 Dietz V, Colombo, Jensen L. Locomotor activity in spinal
man. Lancet 1994;344:1260–3.
20 Dietz V, Colombo G, Jensen L, Baumgarter L. Locomotor
capacity of spinal cord in paraplegic patients. Ann Neurol
1995;37:574–82.
Fortbildung Schweiz Med Wochenschr 2000;130: Nr 22
21 Curt A, Dietz V. Electrophysiological recordings in patients
with spinal cord injury: significance for predicting outcome
[review]. Spinal Cord 1999;37:157–65.
22 Schwab ME, Bartholdi D. Degeneration and regeneration of
axons in the lesioned spinal cord. Physiol Rev 1996;76:
319–70.
23 Cheng H, Cao Y, Olson L. Spinal cord repair in adult paraplegic
rats: partial restoration of hind limb function. Science
1996;273:510–3.