Veränderte Hirnentwicklung bei Frühgeborenen Beeinflussende Faktoren und klinische Konsequenzen

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1 Rheinland-Pfalz Symposium Kind im Mittelpunkt Frühgeborene in der Schule (k)ein Problem Nieder-Olm Veränderte Hirnentwicklung bei Frühgeborenen Beeinflussende Faktoren und klinische Konsequenzen Matthias Keller Priv. Doz. Dr. Dr. Dipl. Kinderklinik I Universitätsklinikum Essen Matthias.Keller@uk-essen.de

2 Frühgeborenes 26 Schwangerschaftswochen Kaiserschnitt wegen Amnioninfektionssyndrom keine Lungenreife Postnatal: GG 600g, Apgar 1/4/5, ph 7,25 Männlich

3 Fragen der Eltern Was hat dies für Konsequenzen für mein Kind? Wie wird sich mein Kind entwickeln? Wie viele Kinder haben denn später neurologische Probleme? Hat mein Kind Risikofaktoren für eine neurologische Störung? Fragen der Lehrer Sind einige i Probleme in der Schule durch Frühgeburtlichkeit bedingt? berechtigt?

4 Definition Frühgeborenes < 28 SSW: Extreme Frühgeborene /7 SSW: Sehr kleine Frühgeborene /7 SSW: moderate Frühgeborene /7 SSW : Spät Frühgeborene Späte Frühgeborne Erster Tag der letzten Menstruation Tag Woche 0/7 34 0/7 36 6/7 41 6/7 Preterm Term Postterim

5 Agenda Klinische Daten über die Folgen von einer zu frühen Geburt für die neurologischen Fähigkeiten Normale Hirnentwicklung Ursachen der Hirnschädigung Beeinflussende Faktoren Zusammenfassung

6 Langzeitfolgen: extreme Frühgeborene (USA) Hack et al Pediatrics 2006

7 Langzeitfolgen: extreme Frühgeborene (EU) Schlechtere kognitive und motorische Fähigkeiten Funktionelle Einschränkungen in bis zu 60 % der Fälle Marlow n NEJM 2005

8 Schulleistung von gesunden Spät-Frühgeborenen Outcome Alter % Spät Frühgeborene (n=7152) % Termingeborenen (n= ) Entwicklungsverzögerung 0-3 4,24 2,96 1,36 Behinderung im Vorkindergarten arr 3 4,46 3,89 1,13 Behinderung im Vorkindergarten 4 7,40 6,60 1,10 Verspätete Einschulung 4 5,09 4,40 1,04 Auffälligkeiten im 5 1,8 1,22 1,19 Kindergarten 36 Prozent höheres Risiko, aufgrund kognitiver Defizite oder körperlicher Erkrankungen keine altersgerechten Leistungen zu erbringen Die Rate von Auffälligkeiten im Kindergarten war um 19 Prozent erhöht Adaptiert von Morse SB, Pediatric Research 2006 Pediatrics 2009

9 Medizinische und soziale Langzeitfolgen , Norwegen Gesamt Termingeborene Spät Frühgeborene SSW in % Odds Ratio Zerebralparese /7 1,9 14, /7 0,3 2,7 > 37 0,1 1,0 mit abnehmendem 3 0,,0 Gestationsalter Anstieg des Risikos für zerebrale Mentale Retardierung Schädigungen, mentale /7 1,0 2,1 Retardation und psychische Störungen /7 0,7 1,6 37 0,4 1,0 Medizinische Einschränkung der Arbeitsleistung /7 4,2 2, /7 2,4 1,4 37 1,7 1,0 Moster NEJM 2008

10 Hyperkinetisches/Aufmerksamkeitsdefizits k k it fi it - Syndrom Geburtsalter (SSW) Kontrolle (n=20100) Aufmerksamkeits - defizitssyndrom (n=834) (%) arr < (11.4) 2, (6,8) 1, (4,5) 1, (3,8) Referenz (34) (3,4) 10 1,0 Adaptiert von Linnert KM, Arch Dis Child 2006

11 Woher kommt das? Vorraussetzung Wie kann intakte sich eine und zu frühe sinnvolle Geburt auf die Hirnentwicklung und damit auf die spätere neurologische Verknüpfung Fähigkeiten auswirken?

12 Voraussetzung für normale neurologische Fähigkeiten: Funktionierendes neuronales Netzwerk im Gehirn! d.h. sinnvolle Verknüpfung von Nervenzellen

13 Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert?

14 Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert?

15 Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert? Das Gehirn : ca. Weltbevölkerung 100 Milliarden : 6,477 (10Milliarden 11 ) Nervenzellen Menschen

16 Wie werden die bestimmten Hirnregionen exakt angesteuert? Verknüpfung! 100 Billionen (10 14 ) Verbindungen (Synapsen) Jede Nervenzelle ist im Schnitt mit 1000 Anderen verbunden

17 Wie kommt dieses Netzwerk zustande? Welche Einflüsse haben perinatale Faktoren auf die Entwicklung dieses Netwerkes?

18 strukturelle Hirnentwicklung 1. Pränatalphase 2. Pränatalphase 3. Pränatalphase Geburt Primäre Neurulation und Entwicklung des Prosenzephalon Myelinisierung Reorganisation von Synapsen Selective Elimination von Neuronen Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation Hirngewicht in Gramm 50 g 200 g 350 g Zeit Wochen Monate aus Keller, Kognitive Entwicklungsneurologie modifiziert nach H.Lagercrantz the newborn brain

19 funktionelle Hirnentwicklung 1. Pränatalphase 2. Pränatalphase 3. Pränatalphase Geburt Primäre Neurulation und Entwicklung des Prosenzephalon Myelinisierung Reorganisation von Synapsen Selective Untergang von Nervenzellen Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation Hirngewicht in Gramm Frühgeburtlichkeit 50 g 200 g 350 g Zeit Wochen Monate

20 Bildung eines Netzwerkes Pro Sekunde werden ca Verknüpfungen gebildet! 40% der zu Anfang gebildeten Neurone gehen zugrunde! Warum dieser Luxus?

21 wachsende Nervenzelle Zielnervenzelle sterbende Nervenzelle Zielnervenzelle Firing is wiring! nicht verknüpfte Nervenzellen sterben!

22 Rezeptoreigenschaften von Nervenzellen enen des Erwachse in % d SSW SSW SSW Jahre Jahre Beim Erwachsenen hemmende Rezeptoren haben Erregende Eigenschaften bei Früh und Neugeborenen Mehr aktivierende Rezeptoren bei Früh und Neugeborenen

23 weitere Besonderheiten Zeit 50 g 200 g 350 g Wochen Monate Architektenzellen vorübergehende Nervenzellschicht (zwischen Schwangerschaftswoche)

24 1. Pränatalphase 2. Pränatalphase 3. Pränatalphase Geburt Primäre Neurulation und Entwicklung des Prosenzephalon Myelinisierung Reorganisation von Synapsen Selective Untergang von Nervenzellen Ausbildung von Verzweigungen und Verknüpfungen Migration neuronale Proliferation Hirngewicht in Gramm Füh Frühgeburtlichkeit hk it 50 g 200 g 350 g Zeit Wochen Monate

25 Zusammenfassung 1 Kinder sind keine kleine Erwachsenen Das Gehirn eines Neugeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Erwachsenen Das Gehirn eines Frühgeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Neugeborenen

26 Ursache? Periventrikuläre Leukomalazie klassische Hypothese Sauerstoffmangel/Minderdurchblutung in der Perinatalzeit

27 Sauerstoffmangel/Minderblutung g verursacht Zelltod der Architektenzellen! Gesund Krank Der perinatale Sauerstoffmangel und Minderdurchblutung schädigt Strukturen, die für die normale Hirnentwicklung bedeutsam sind

28 Frühgeburtlichkeit UF Pränatale Faktoren Pränatale Faktoren UF weitere Hauptfaktor : vorgeburtliche Infektion/Entzündung! UF UF:Umgebungsfaktoren

29 Faktoren Pränatale Faktoren Frühgeburtlichkeit UF vorgeburtliche Infektion/Entzündung Sauerstoffmangel, Minderdurchblutung Pränatale Faktoren UF Schmerz Medikamente jeder Reiz der nicht in die jeweilige Phase der Hirnentwicklung fällt UF UF:Umgebungsfaktoren

30 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Zusammenfassung Zusammenfassung 1 Kinder sind keine kleine Erwachsenen Das Gehirn eines Neugeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Erwachsenen Das Gehirn eines Frühgeborenen ist nicht die Miniatur des Gehirns eines Neugeborenen Die zu frühe Geburt führt nicht nur zu einer Schädigung von bestimmten Hirnarealen Die zu frühe Geburt führt nicht nur zu einer Schädigung von bestimmten Hirnarealen, sondern zur einer Fehlentwicklung des Gehirns

31 Folgen Hirnentwicklung Schädigung Faktoren Zusammenfassung Konsequenzen Entwicklung neuer Therapieansätze für den Schutz und Regeneration des Gehirns Prävention und Verlängerung der Schwangerschaft exzellente t peri und neonatologische Versorgung Individualisierte Pflege, Familien-zentrierte Versorgung adäquate Nachsorge und Förderung

32 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Unterstützen Sie unsere Arbeit! Von links nach rechts: Dr. Mario Merialdi (WHO), PD Dr. Matthias Keller (EFCNI), Silke Mader (EFCNI), Dr. Christopher Howson (March of Dimes, USA)