A6 TBI / diffuse axonale Verletzung

Thema

Nervengewebe toleriert dank seiner Elastizität ein gewisses Maß an mechanischer Verformung ohne Schaden. Bei einem Schädel-Hirn-Trauma mit diffuser axonaler Schädigung dehnen Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte das Nervengewebe über diese Elastizitätsgrenze hinaus. Diese mechanische Verformung entscheidet darüber, ob eine axonale Schädigung eintritt. Die Wahrscheinlichkeit einer axonalen Schädigung hängt sowohl von der Stärke als auch von der Geschwindigkeit der mechanischen Verformung ab und folgt einem Zwei-Kriterien-Modell: Eine axonale Schädigung tritt nur dann auf, wenn sowohl die Stärke als auch die Geschwindigkeit der mechanischen Verformung ihre jeweiligen Schwellenwerte überschreiten.

Im Nervengewebe ist es das Axon, das diese Schädigung direkt erleidet: Die mechanische Verformung des Nervengewebes aktiviert mechanosensitive Ionenkanäle in der Axonmembran. Die Öffnung dieser Kanäle führt zu einem abnormalen Kalziumeinstrom in das Axon, der dem für zerebrale Ischämie beschriebenen Kalziumeinstrommechanismus entspricht. Dieser abnorme Kalziumeinstrom aktiviert eine Gruppe kalziumabhängiger Proteasen im Axon, die sogenannten Calpaine. Diese bauen das axonale Zytoskelett ab und blockieren den axonalen Transport.

Wird der axonale Transport im Axon blockiert, bewegen sich die normalerweise entlang des Axons transportierten Proteine ​​nicht mehr normal und sammeln sich an der Blockadestelle an. Dort bilden sie eine charakteristische Proteinansammlung, den sogenannten Retraktionsbulbus. Je länger die Blockade des axonalen Transports anhält, desto größer ist die Proteinansammlung im Retraktionsbulbus.

Makroskopisch betrachtet trägt die diffuse axonale Schädigung im Nervengewebe zu einem sekundären Hirnödem bei, das sich im umliegenden Nervengewebe entwickelt. Dieses sekundäre Hirnödem erhöht das Volumen des Nervengewebes im Schädel. Da sich der Schädel nicht ausdehnen kann, um dieses zusätzliche Volumen aufzunehmen, erhöht das erhöhte Nervengewebevolumen den intrakraniellen Druck. Dies entspricht dem Verhältnis zwischen Volumen und Druck im Schädel, das als Monroe-Kellie-Doktrin bekannt ist.

Derselbe Mechanismus, durch den eine Volumenzunahme in einem festen Raum letztlich den darin enthaltenen Druck erhöht, beschreibt später das Verhalten von Nervengewebe, wenn ein Hirntumor Raum im Schädel einnimmt. Insgesamt führt die mechanische Deformation des Nervengewebes bei einem Schädel-Hirn-Trauma – bedingt durch diffuse axonale Schädigung und sekundäres Hirnödem – zu einem erhöhten intrakraniellen Druck, der letztendlich den Schweregrad der Nervenschädigung bestimmt.

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