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Hintergrund

Das Enterische Nervensystem

Unsere Arbeitsgruppe befasst sich seit etwa 20 Jahren mit der embryonalen und frühkindlichen Entwicklung des enterischen Nervensystems (ENS). Anhand von humanem Gewebe aber auch im Tiermodell gewinnen wir Erkenntnisse über die Ursachen von Erkrankungen des ENS mit dem Ziel, neue Therapieoptionen zu entwickeln.

Das ENS weist sowohl hinsichtlich der Struktur als auch des Ansprechens auf Substanzen, die Wachstum und Entwicklung von Nervenzellen steuern, große Unterschiede in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium des Organismus auf. Auch in der Funktion der Nervenstrukturen zeigen sich hier große Unterschiede. Die Substanzen, die Zellen des ENS in ihrer Entwicklung und Differenzierung beeinflussen umfassen Wachstumsfaktoren für Zellen des ENS (GDNF, CNTF, BDNF, FGF-2) und bestimmte Entzündungs-Botenstoffe (Interleukine).

Komplexes Autonomes Nervensystem

Der Magen-Darm-Trakt verfügt über ein komplexes eigenes (autonomes) Nervensystem: das sogenannte enterische Nervensystem (ENS). Dieses koordiniert und kontrolliert wesentliche Funktionen des Magen-Darm-Trakts, wie Motilität, Sekretion und Resorption.

Somit ist das ENS von großer Bedeutung für die gesunde Funktion des Magen-Darm-Trakts. Bei einer Fehlfunktion oder Entwicklungsstörungen können eine Vielzahl von Erkrankungen die Folge sein bis hin zu sekundären immunologischen Erkrankungen, da das ENS eine Eintrittspforte oder Kontaktzone für Antigene darstellt.

Brain-Within-the-Gut

Eine der wesentlichen Erkenntnisse ist, dass das ENS seine Funktion weitgehend unabhängig vom Zentralnervensystem ausübt. Aufgrund seiner außerordentlich hohen Anzahl von Nervenzellen, ihrer unterschiedlichen Zellarchitektur, der Anordnung zu komplexen Netzwerken und dem breit gefächerten Spektrum an Überträgersubstanzen wird das ENS mitunter auch als „brain-within-the-gut” (Gehirn im Darm) bezeichnet.

Störungen in der Entwicklung des ENS

Während der Embryonalentwicklung wandern Vorläuferzellen aus der Neuralleiste in den Darm ein und differenzieren sich zu sogenannten Glia- und Nervenzellen, die in ihrer komplexen Vernetzung das ENS formen. Kommt es zu Störungen in der Entwicklung des ENS, führt dies zu schwerwiegenden Störungen der Darminnervation mit Krankheitsbildern wie z.B. dem Megakolon congenitum (Morbus Hirschsprung).

Beim Fehlen bestimmter Wachstumsfaktoren ist die Störung der Entwicklung des ENS nicht ganz so folgenschwer, dennoch kommt es zu Verzögerungen oder gar Fehlentwicklungen. So hat sich gezeigt, dass die Familie der Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGF) für das Wachstum und die Differenzierung von Nerven- und Gliazellen wichtig ist.

Zwerchfellhernie

Die angeborene Zwerchfellhernie (CDH) ist eine akut lebensbedrohliche Fehlbildung für das Neugeborene. Die Krankheit ist auf eine abnormale Entwicklung des Zwerchfells vor der Geburt zurückzuführen, welche zu Defekten führt, die von einem verdünnten Bereich im Zwerchfell bis zu dessen vollständigem Fehlen reichen können. Ein fehlendes oder nur teilweise angelegtes Zwerchfell führt zu einer abnormalen Öffnung (Hernie) in die Brusthöhle, die es dem Magen, dem Darm, der Leber und der Milz ermöglicht, dort das Herz und/oder die Lunge zu verdrängen. Diese Einengung kann zu einer Unterentwicklung der Lunge (Lungenhypoplasie) führen. Dies wiederum kann zu lebensbedrohlichen Atembeschwerden führen, welche meist schon unmittelbar nach der Geburt auftreten. Wenn jedoch die Diagnose einer CDH pränatal bekannt ist, sollte die Geburt in einem spezialisierten Zentrum geplant und so die perinatale Morbidität deutlich reduziert werden. In so einem Fall steht ein Team von erfahrenen Spezialisten bei der Geburt des Kindes bereit, um diesem sofort nach Geburt die notwendige Notfallversorgung zukommen zu lassen. Auf diese Weise kann die langfristige Lebensqualität sowie das Überleben dieser Patienten signifikant gesteigert werden.

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Lucas Wessel

Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c Lucas M. Wessel

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Assistenzarzt
Research Fellow