funktionelle magnetresonanztomographie studie zum einfluss ...rebekka+vogelgsang+-+opac.pdf ·...
Post on 03-Nov-2019
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Funktionelle Magnetresonanztomographie-Studie
zum Einfluss des Opioid-Antagonisten Naltrexon auf
histaminerges und nicht-histaminerges Jucken
Institut für Physiologie und Pathophysiologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Direktor: Prof. Dr. med. Christian Alzheimer
Der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
zur
Erlangung des Doktorgrades Dr. med.
vorgelegt von
Claudia Rebekka Vogelgsang, geb. Schkade
aus Bautzen
Erlangen 2014
Als Dissertation genehmigt von der
Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
Vorsitzender des Promotionsorgans:
Prof. Dr. Dr. h. c. J. Schüttler
Gutachter:
Prof. Dr. Clemens Forster
Gutachter:
Prof. Dr. Christian Alzheimer
Tag der mündlichen Prüfung: 09. Dezember 2014
Für meine Familie
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung ...................................................................................... 1
Hintergrund und Ziele ........................................................................................ 1
Methoden ............................................................................................................ 1
Ergebnisse und Beobachtung ........................................................................... 1
Schlussfolgerung ............................................................................................... 2
Abstract ........................................................................................................ 3
Background and aims ........................................................................................ 3
Methods .............................................................................................................. 3
Results and observations .................................................................................. 3
Conclusion .......................................................................................................... 3
Einleitung...................................................................................................... 5
Hintergründe ....................................................................................................... 5
Zielsetzung dieser Studie .................................................................................. 9
Material und Methoden .............................................................................. 10
Probanden ......................................................................................................... 10
Substanzen ....................................................................................................... 10
Medikamente ..................................................................................................... 11
Versuchsprotokoll ............................................................................................ 12
MRT-Rating ....................................................................................................... 14
MRT-Aufnahmen ............................................................................................... 14
Analyse der MRT-Aufnahmen .......................................................................... 15
Psychophysik ................................................................................................... 18
Ergebnisse.................................................................................................. 20
Unerwünschte Arzneimittelwirkung ................................................................ 20
Cebrebrale Aktivierungen ................................................................................ 21
MRT-Rating ....................................................................................................... 25
Psychophysik ................................................................................................... 27
Diskussion .................................................................................................. 31
Psychophysik ................................................................................................... 31
Effektivität des Kratzens .................................................................................. 31
Allgemeine Beobachtungen ............................................................................. 32
Cerebrale Aktivierungen .................................................................................. 34
Literaturverzeichnis ................................................................................... 38
Abkürzungsverzeichnis ............................................................................. 41
Anhang ....................................................................................................... 43
Probandeninformation ..................................................................................... 43
Bewilligung der Ethik-Kommission ................................................................. 47
Probandeninstruktion ...................................................................................... 49
Fragebogen ....................................................................................................... 50
Danksagung ............................................................................................... 51
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 1
Zusammenfassung
Hintergrund und Ziele
Juckreiz (Pruritus) ist eine sensorische Empfindung, die das Verlangen nach
Kratzen auslöst und sich klinisch oftmals als therapierefraktär zeigt.
Problematisch ist dabei insbesondere nicht-histaminerges Jucken, welches
im Gegensatz zu histaminergem Jucken nicht suffizient auf Antihistaminika
anspricht.
Ein mögliches Konzept zur Behandlung von nicht-histaminergem Pruritus ist
der Einsatz des Opioidrezeptor-Antagonisten Naltrexon. Diesem Ansatz
folgend geht die vorliegende Promotionsarbeit der Frage nach, ob Naltrexon
eine Reduktion von nicht-histaminergem und histaminergem Jucken bewirkt.
Methoden
Um die unterschiedlichen Formen des Juckens zu repräsentieren, wurden in
dieser Studie die in der Juckforschung etablierten Substanzen Histamin,
Capsaicin und Cowhage verwendet. Zur Darstellung der zentralen
Verarbeitung von Pruritus diente eine funktionelle Magnetresonanz-
tomographie-Bildgebung. Dabei wurden alle drei Substanzen in einem
doppelblinden Versuchsaufbau appliziert und die daraus resultierenden
Hirnaktivitäten jeweils unter Naltrexon- und Placeboeinnahme gemessen.
Zusätzlich wurde die subjektive Bewertung verschiedener Juckqualitäten mit
Hilfe eines im Institut für Physiologie und Pathophysiologie der Friedrich-
Alexander Universität Erlangen-Nürnberg etablierten Fragebogens
analysiert.
Ergebnisse und Beobachtung
In der funktionellen Bildgebung zeigte sich unter Einfluss von Naltrexon eine
deutlich Signalminderung in den an der zentralen Verarbeitung von Juckreiz
beteiligten Hirnarealen. Für einige Hirnregionen erreichte diese Reduktion
das gesetzte Signifikanzniveau. Durch das Auftreten des Effektes unter allen
drei Substanzen ist von einem modulierenden Einfluss von Naltrexon
auszugehen. In der subjektiven Beurteilung der Substanzen Histamin,
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 2
Cowhage und Capsaicin zeigten sich hingegen keine signifikanten
Unterschiede zwischen den Medikationen.
Schlussfolgerung
Diese Studie zeigt klare Hinweise, dass unter Naltrexon die Hirnareale,
welche für die zentrale Verarbeitung von Juckreiz relevant sind, weniger
stark aktiviert werden. Hinsichtlich der mangelnden subjektiven Wirksamkeit
sollten diese Effekte in weiteren Studien mit einer höheren
Naltrexondosierung, einem größeren Probandenkollektiv und einem
differenzierteren Maßstab zur subjektiven Beurteilung weiter untersucht
werden.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 3
Abstract
Background and aims
Itch (Pruritus) is a sensory input which induces the urge to scratch. Clinically
it is often found to be resistant to therapy. In particular non-histaminergic itch
cannot be treated sufficiently by antihistaminic drugs. A possible approach in
the treatment of non-histaminergic itch is the use of Naltrexone, an opioid
receptor antagonist. Subsequently, this study sets out to investigate whether
Naltrexone reduces non-histaminergic and histaminergic itch.
Methods
For representation of the different types of itching, the substances Histamine,
Capsaicin and Cowhage, all well established in itch research, were chosen.
The cerebral processing of pruritus was studied using functional MR imaging.
All substances were applied in a double blind experimental design and the
resulting brain activity under Naltrexone and Placebo intake was measured.
In addition the subjective perception was evaluated using an established
standardized itch questionnaire by the Institution of Physiology and
Pathophysiology of the Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg.
Results and observations
The fMR imaging showed a decreased brain activity in the itch processing
brain regions under Naltrexone. Since this effect has been found for three
different substances a modulating effect of Naltrexone can be assumed. The
subjective perception of the substances showed no significant differences
between Naltrexone and Placebo.
Conclusion
The results of this study suggest that the activity in the brain areas relevant
for itching are less activated under Naltrexone compared to Placebo. Due to
the low subjective effectiveness in this study, further experiments with a
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 4
higher dose of Naltrexone, an increased number of subjects and a more
differentiated rating scale are recommended.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 5
Einleitung
Hintergründe
Jucken (Pruritus) ist eine allgemein bekannte, hautspezifisch sensorische
Empfindung, die das starke Verlangen, den als unangenehm empfundenen
Reiz durch Kratzen zu beenden, auslöst (Rothman, 1941).
In der wissenschaftlichen Literatur wurde das Phänomen erstmals 1660 von
Hafenreffer beschrieben ((Hafenreffer, 1660) zitiert nach (Rothman, 1941)).
Nachdem das Jucken lange Zeit als ein unterschwelliger Schmerzreiz
betrachtet wurde, konnte es durch die differenzierte Darstellung auf
molekularer Ebene und das Aufzeigen von Signalkaskaden als eigene
Sinnesentität vom Schmerz abgegrenzt werden (Stander et al., 2003).
Das International Forum for the Study of Itch differenziert zwischen akutem
und chronischem Jucken, wobei letzteres definitionsgemäß für mindestens
sechs Wochen besteht und sich klinisch oft als therapierefraktär erweist.
Auslösend können verschiedenste Grunderkrankungen vorliegen. Die
häufigsten Ursachen sind chronisches Nierenversagen, cholestatische
Lebererkrankungen und atopische Dermatitis (Stander et al., 2007). Für die
Betroffenen wird es zu einer großen Belastung, die ihre Lebensqualität
erheblich einschränkt.
Deswegen ist das Verständnis der physiologischen sowie
pathophysiologischen Verarbeitung von Pruritus von großer Bedeutung.
Insbesondere ist das Aufdecken der verschiedenen Ursachen von Jucken
entscheidend, da dies die Möglichkeit birgt, neue und differenziertere
Therapieoptionen zu entwickeln.
Aus physiologischer Sicht wurden bisher unterschiedliche Arten von Jucken
definiert, die in histaminerges und nicht-histaminerges Jucken eingeteilt
werden. Im Gegensatz zu Histamin kommen die in dieser Studie
verwendeten nicht-histaminergen Substanzen Cowhage und Capsaicin nicht
natürlich im menschlichen Körper vor. Viele klinische, nicht-histaminerge
Juckformen lassen sich nicht suffizient durch Antihistaminika behandeln
(Ikoma et al., 2006, Davidson et al., 2007).
Histaminerges Jucken ist schon seit langem bekannt und kann auf
molekularer Ebene detailliert beschrieben werden. Es wird über Reizung
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 6
hautspezifischer C-Fasern verursacht (Schmelz et al., 2003) und ist sehr nah
mit lokalen Entzündungs- und allergischen Reaktionen verwandt. Durch
lokale Reize setzen Mastzellen Histamin frei, welches über eine Erhöhung
der intrazellulären Calzium2+(Ca2+)-Konzentration zur Freisetzung von
Stickstoffmonoxid (NO) führt. Dies bewirkt aufgrund der Vasodilatation von
Arteriolen und Venolen eine lokale Hyperämie (Silbernagl and Lang, 2005).
Außerdem tritt eine Hautrötung auf, die als Flare bezeichnet wird
(Kosteletzky et al., 2009) und durch einen Axonreflex entsteht: Nach
Exzitation von Histamin(H)1-Rezeptoren an den Nervenendigungen wird
Calcitonin Gene Related Protein (CGRP) freigesetzt, welches zusätzlich
benachbarte Nervenendigungen erregt.
Über H2-Rezeptoren findet eine durch cyclisches Adenosinmonophosphat
(cAMP) vermittelte Dilatation der kleinen Gefäße statt. Außerdem wird die
Integrität der Endothelzellen beeinflusst. Dies führt wiederum zu einer
erhöhten Permeabilität der kleinen und mittleren Gefäße, sodass
Plasmaproteine ins Interstitium austreten können. Diese Plasmaproteine
ziehen durch eine onkotische Druckdifferenz Flüssigkeit nach sich, wodurch
es zur Ödembildung kommt (Silbernagl and Lang, 2005). Findet diese
Ödembildung in der Epidermis statt, wird sie als Quaddel bezeichnet.
Quaddelbildung und Flare-Reaktion sind typische und reproduzierbare
Hauterscheinungen nach lokaler Histaminapplikation (Schmelz et al., 2000,
Kosteletzky et al., 2009). Auf neuronaler Ebene wird der Reiz über mechano-
insensitive C-Fasern zum Rückenmark geleitet (Schmelz et al., 1997,
Schmelz et al., 2003).
Ein Modell zur Induktion eines nicht-histaminergen Juckreizes ist Cowhage.
Die Juckbohne Mucuna pruriens, auch Cowhage genannt, kommen vor allem
in tropischen Gebieten wie Indien vor. Erstmals wurde Mucuna pruriens von
Török 1907 in der wissenschaftlichen Arbeit „Über das Wesen der
Juckempfindung“ als Juckpulver verwendet ((Török, 1907) zitiert nach
(Shelley and Arthur, 1957)). Im Jahr 1950 wurde Mucunain, der aktive
Wirkstoff von Cowhage, der sich in den Stacheln der Bohne befindet, von
Shelly et al. beschrieben (Shelley and Arthur, 1955). Schließlich gelang es
Reedy et al. 2008, die genaue Struktur von Mucunain zu identifizieren und
dessen Wirkmechanismus zu untersuchen. Mucunain ist eine Cystein-
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 7
Protease, die an die Protease-aktiven Rezeptoren (PAR) 2 und 4 bindet.
PAR1 bis PAR4 sind Guaninnukleotid-bindendes(G)-Protein-gekoppelte
Rezeptoren (Reddy et al., 2008). Nach Aktivierung der PAR2 und PAR4
findet eine Weiterleitung des Reizes über mechano-hitzesensitive C-Fasern
statt (Namer et al., 2008). Bemerkenswerterweise entsteht nach
Cowhageapplikation durch die mechanische Reizung eine wenige Millimeter
große Rötung und Schwellung, jedoch weder ein Quaddel- noch Flare-
Bildung (Johanek et al., 2008, Kosteletzky et al., 2009). Dies legt die
Schlussfolgerung nahe, dass die Gefäßpermeabilität nicht beeinflusst wird
und eine Dilatation der Gefäße in geringerem Ausmaß als bei Histamin
stattfindet.
Capsaicin ist eine aus der Schmerzforschung bekannte Substanz, die nach
kutaner Applikation Pruritus auslöst. Als Rohstoff kommt es in Pfeffer und
Chilischoten vor. Mit steigender Capsaicin-Konzentration nimmt die
Juckempfindung zunächst zu, während höhere Konzentrationen
üblicherweise als schmerzhaft empfunden werden (Sikand et al., 2011).
Capsaicin bindet an den Transient Receptor Potential Vanilloid1(TRPV1)-
Rezeptor, wodurch es zum Einstrom von Kationen, unter anderem Ca2+, in
die Zelle kommt. Dabei werden sowohl mechano-sensitive als auch
mechano-insensitive C-Fasern aktiviert (Namer et al., 2008). Kutane
Capsaicinapplikation bewirkt eine geringgradige Flare-Reaktion, jedoch keine
Quaddelbildung (Sikand et al., 2009).
Die periphere Verarbeitung der Substanzen Cowhage, Capsaicin und
Histamin ist vielfältig untersucht und in Studien belegt worden (Johanek et
al., 2008, Namer et al., 2008, Schmelz et al., 1997). Für die Reizweiterleitung
auf Rückenmarksebene und im Thalamus arbeiteten Davidson et al. heraus,
dass Histamin und Cowhage in Primaten im spinothalamischen Trakt
reproduzierbar unterschiedliche Zellen aktivieren (Davidson et al., 2007,
Handwerker, 2010). Cerebral ist bisher lediglich bekannt, welche
Hirnregionen an der Verarbeitung von Pruritus beteiligt sind. Vierow et al.
definieren Regions of Interest (ROIs), von denen angenommen wird, dass
sie eine wichtige Rolle bei der cerebralen Verarbeitung von Jucken und
Kratzen spielen.
Zu diesen ROIs gehören:
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 8
1. Das laterale System, bestehend aus den primären und sekundären
somatosensorischen Cortices (S1 und S1)
2. Das mediale System: der Inselcortex (IC) und das Cingulum sowie der
frontale Cortex (medial frontal Brodmann Area (BA)9 und BA10,
lateral frontal BA45 und BA46)
3. Der motorische Cortex (BA4) und prämotorischer Cortex (BA6)
4. Subcortikale Strukturen: Amygdala, Thalamus, Putamen
5. Kleinhirn
Die ausgewählten Regionen orientieren sich an der sogenannten
Schmerzmatrix, einem cerebralen System, dem ursprünglich die
Schmerzverarbeitung zugeschrieben wurde (Vierow et al., 2009, Maihofner
et al., 2005, Treede et al., 1999). Über das Konzept der Neuromatrix als
komplexes Netzwerk an Hirnarealen, das bei der Schmerzwahrnehmung
zusammenwirkt, entwickelte sich die differenziertere Vorstellung einer
spezifischeren Schmerzmatrix (Melzack, 1999, Melzack, 2001). Sie besteht
ebenfalls aus einem lateralen System (S1 und S2), einem medialen System
(anteriorer cingulärer Cortex (ACC) und präfrontaler Cortex (PFC)) sowie
dem IC und dem Thalamus, die sich anatomisch und funktionell keinem der
beiden Systeme eindeutig zuordnen lassen. Als Funktion der Schmerzmatrix
wurde die Regulation der Schmerzintensität angesehen (Iannetti and
Mouraux, 2010). Inzwischen wurde jedoch auch das Konzept einer reinen
Schmerzmatrix erweitert, da Schoedel et al. feststellten, dass sie auch bei
Erwarten eines nicht-schmerzhaften Reizes aktiviert wird (Schoedel et al.,
2008).
Aktivierungen und Deaktivierungen der ROIs wurden mit Hilfe funktioneller
Magnetresonanztomographie(MRT)-Bildgebung durch die Veränderung der
cerebralen Perfusion als Blood Oxygen Level Dependent(BOLD)-Werte
gemessen. Im Versuchsprotokoll konnte der Stimulus moduliert, das heißt
durch Kratzen an- und ausgeschalten werden.
Im medizinischen Alltag tritt Pruritus als idiopathisches oder als sekundäres
Jucken mit kausaler Ursache auf. Neben den bisher beschriebenen
Auslösern von histaminergem und nicht-histaminergem Jucken wurde in
klinischen Studien gezeigt, dass auch Opioide, insbesondere nach
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 9
rückenmarksnaher Applikation, Pruritus auslösen können (Schmelz, 2009,
Heyer et al., 1997, Rothman, 1941).
Xiao et al. haben Schmerzen und Jucken als Antagonismen beschrieben:
Schmerz unterdrückt Jucken (Xiao and Patapoutian, 2011). Kommt es durch
Morphingabe zur Hemmung eines Schmerzreizes, wird bei Patienten
verstärkt Jucken beobachtet (Schmelz, 2009). Aus diesem Grund wird
diskutiert, ob Opioidrezeptor-Antagonisten eine juckhemmende Wirkung
haben.
Heyer et al. konnten bei iontophoretischer Applikation von Histamin eine
Reduktion des Juckens durch den Opioidrezeptor-Antagonisten Naltrexon
nachweisen (Heyer et al., 1997). Die juckmindernde Wirkung von Naltrexon
konnte außerdem an Mäusen (Akiyama et al., 2010) und in Einzelstudien für
Krankheitsbilder wie zum Beispiel für die systemische Sklerodermie gezeigt
werden (Frech et al., 2011). Bisher ist der genaue Mechanismus der
juckhemmenden Wirkung von Naltrexon allerdings noch nicht vollständig
aufgedeckt. Zudem fehlen detaillierte Daten darüber, welche Arten von
Juckreiz durch den Einsatz von Naltrexon gelindert werden können.
Zielsetzung dieser Studie
Die vorliegende Promotionsarbeit geht der Frage nach, ob Naltrexon die
zentrale Verarbeitung sowie das subjektive Empfinden von Pruritus
verändert. Zur genaueren Differenzierung wurde der Einfluss von Naltrexon
auf die Wirkung der Substanzen Histamin, Capsaicin und Cowhage
verglichen. Dafür wurden Messungen der zentralen Aktivität in den ROIs
nach Naltrexon- und Placeboeinnahme verglichen sowie das subjektive
Empfinden mittels detaillierter Fragebögen herausgearbeitet. Außerdem
wurde untersucht, wie das Kratzen während der verschiedenen Juckformen
und unter beiden Medikationen empfunden wurde, wobei die dichotomische
Hedonik (angenehm, unangenehm) bewertet wurde.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 10
Material und Methoden
Probanden
Für die Studie wurden 30 Probanden im Alter von 18 bis 30 Jahren
akquiriert, deren Durchschnittsalter 23 Jahre betrug. Um eventuelle
zyklusabhängige Schwankungen in der Juckwahrnehmung auszuschließen,
ist ein rein männliches Probandenkollektiv ausgewählt worden. Alle
Teilnehmer nahmen an einer Probesitzung teil. Ziel dieser Sitzung war es,
die Probanden mit dem Versuchsaufbau vertraut zu machen sowie durch ein
Erstgespräch und mit Hilfe von Vorversuchen Probanden auszuwählen, die
für die weitere Studie geeignet schienen. Sie mussten den Konsum von
Opiaten und die therapeutische Anwendung von Antihistaminika glaubhaft
verneinen und durften nicht an Hauterkrankungen leiden. Da Allergiker
häufig zu einer spontanen endogenen Freisetzung von Histamin neigen,
konnten diese nicht an der Studie teilnehmen. Außerdem mussten die
Probanden in den Vorversuchen eine adäquate Reaktion auf alle drei
applizierten Substanzen zeigen. Unter diesen Kriterien wurden 16 der 30
Probanden in die weitere Studie eingeschlossen.
Alle Teilnehmer gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Partizipation an
der Studie und wurden ausführlich über mögliche Nebenwirkungen von
Naltrexon aufgeklärt (Anhang: Probandeninformation). Die Aufklärung
beinhaltete nicht die potentiell juckmindernde Wirkung von Naltrexon, um die
Ergebnisse dadurch nicht zu beeinflussen. Für ihren Zeitaufwand erhielten
die Probanden je Sitzung eine finanzielle Entschädigung von 20 Euro. Von
dem Recht, die Teilnahme an der Studie jederzeit und ohne Nennung von
Gründen wiederrufen zu können, machten zwei Teilnehmer Gebrauch. Alle
Versuche wurde von der Ethik-Kommission der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg genehmigt
(Anhang: Bewilligung der Ethik-Kommission).
Substanzen
Die Substanzen Histamin, Cowhage und Capsaicin wurden, wie bereits von
Kosteletzky et al. publiziert, verarbeitet (Kosteletzky et al., 2009).
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 11
Mit einer Pinzette wurden die Stacheln der Cowhage Bohne abgezupft und
mit Hilfe eines Modellbauklebers (Revell GmbH&Co.KG, 32257 Bünde) auf
einem einseitigen Wattestäbchen (150 x 2,2 mm) fixiert. Diese Applikatoren
trockneten für mindestens 20 Minuten an der Luft. Auf jedem Wattestäbchen
klebten ungefähr 30 nach oben ausgerichtete Stacheln.
Um optisch identische Applikatoren zu erhalten, wurden Applikatoren mit
deaktivierten Cowhage-Stacheln in Histamin- oder Capsaicinlösung getränkt.
Dazu wurde das Peptid Mucunain, die aktive Komponente von Cowhage,
denaturiert: Die Cowhage-Bohnen wurden in Aluminiumfolie gewickelt und im
Autoklaven bei 120C inkubiert. Die inaktivierten Stacheln wurden dann nach
dem gleichen Prinzip wie die aktiven Stacheln auf den Wattestäbchen fixiert.
Nachdem die inaktivierten Applikatoren getrocknet waren, wurden sie jeweils
drei Mal für je zwei Sekunden in eine 1% Histamin- oder 10%
Capsaicinlösung getaucht. Für die Histaminlösung sind 0,1 g Histamin (der
Firma Sigma Aldrich, Nr. H7250) in 10 ml destilliertem Wasser gelöst
worden. Für die Capsaicinlösung wurden 500 mg Capsaicin (N-
Vanillylnonanamide der Firma Sigma-Aldrich, Nr. V9130) in 3,5 g Ethanol
vorgelöst, bis die Lösung komplett klar war, dann wurde die Lösung unter
Rühren bis auf 5 g mit Ringerlösung aufgefüllt. Zwischen jedem Eintauchen
trockneten die Wattestäbchen ebenfalls für mindestens 20 Minuten an der
Luft. Alle Applikatoren wurden frühestens einen Tag vor Versuchsbeginn
hergestellt, um einen möglichen Zerfall der Substanzen und damit eine
reduzierte Wirkkraft zu vermeiden.
Zu Beginn jeder Messung wurde jeweils ein Applikator unter leichtem Druck
in die obere Dermis appliziert.
Medikamente
Für diese Studie wurden von der Klinikapotheke des Universitätsklinikums
Erlangen identisch aussehende Kapseln zubereitet, die entweder 25 mg
Naltrexon oder Placebo enthielten. Die Kapseln waren separat verpackt,
sodass sie den Probanden einzeln übergeben werden konnten. So konnte
eine Verwechslung durch die Probanden oder Einnahme der falschen
Substanz ausgeschlossen werden. Eine Stunde vor Versuchsbeginn wurden
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 12
die Probanden durch einen Telefonanruf dazu aufgefordert, die ihnen zuvor
übergebene Kapsel mit einem Glas Wasser einzunehmen.
Versuchsprotokoll
Jeweils eine Stunde nach Einnahme der Medikation, wurden die Probanden
zu einer MRT-Messreihe eingeladen. Es wurde ein doppelblinder
Versuchsaufbau gewählt, sodass weder Probanden noch Versuchsleiterin
wussten, welche Kapsel für die Messungen verwendet wurde. Auch die
Applikation der drei Substanzen Histamin, Capsaicin und Cowhage erfolgte
doppelblind. Die unterschiedlichen Hautreaktionen von Histamin, Capsaicin
und Cowhage konnten von den Probanden nicht gesehen werden, da sie für
alle drei Messungen im Magnetresonanztomographen lagen.
Vor Versuchsbeginn wurde der linke Unterarm der Probanden wie in
Abbildung 1 dargestellt, markiert.
Abbildung 1: Applikationskennzeichnung
2 cm distal der Ellenbeuge wurde der erste Applikationspunkt markiert. Der dazugehörige 4
cm lange Kratzbereich wurde 1 cm distal dieses Punktes gekennzeichnet. Der zweite
Applikationspunkt lag 2 cm medial des Endes des ersten Kratzbereiches. Der dritte
Applikationspunkt lag 2 cm lateral des Endpunktes vom zweiten Kratzbereich.
30 Sekunden nach Aufnahmebeginn erhielt die Versuchsleiterin, die während
des gesamten Versuchs im Messraum anwesend war, ein Lichtsignal zur
Applikation der ersten Substanz. Der Applikator wurde dazu zwei Sekunden
lang an der zuvor markierten Stelle in die obere Dermis gedrückt. Nach 90
Sekunden folgte ein weiteres Lichtsignal, welches den Beginn der ersten,
neun Sekunden langen, Kratzperiode anzeigte. Im Abstand von jeweils 51
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 13
Sekunden folgten drei weiteren Kratzperioden, sodass jede Mess-Sequenz
insgesamt fünf Minuten andauerte.
Abbildung 2: Versuchs-
protokoll
Exemplarische Darstellung
der durchschnittlichen
BOLD-Signale in S2 links für
Cowhage und Histamin. Die
„high itch“-Phase wurde
durch das Kratzen beendet.
Nach dem Kratzen folgte die
„low itch“-Phase, in welcher
die Juckempfindung durch
das Kratzen abgeschwächt
wurde.
Zum Kratzen wurde, wie auch in früheren Studien, ein L-förmiger
Kupferkratzer mit abgerundeten Enden von 130 mm Länge, 1 mm Dicke und
10 mm Breite, verwendet. Er wurde mit leichtem Druck (etwa 2-3 N) sechs-
bis siebenmal gleichmäßig innerhalb einer Markierung von proximal nach
distal gezogen. Die Zeitabstände im Versuchsprotokoll entsprachen den in
früheren Studien etablierten Abständen (Kosteletzky et al., 2009, Vierow et
al., 2009).
Nach jeder der drei Messungen wurden die Stacheln mit Hilfe eines
Pflasterstreifens entfernt. Anhand eines Fragebogens wurde die subjektive
Reizbewertung der Probanden abgefragt. Mit der nächsten Messung wurde
so lange gewartet, bis die Probanden keinerlei Wirkung mehr durch die zuvor
entfernten Stacheln verspürten. Dann wurde die Messung nach dem
gleichen Protokoll zweimal wiederholt, sodass alle drei Substanzen getestet
wurden. Nach 7-10 Tagen erfolgte eine Wiederholung der gesamten Sitzung
mit der jeweils anderen Medikation.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 14
MRT-Rating
Nach den jeweiligen Messungen mussten die Probanden folgende Items
(Eigenschaften) auf einer Skala von 0 bis 4 bewerten:
wellenförmig
brennend
scharf
spitz
mückenstichartig
Entlastung durch das Kratzen
Dabei stand 0 für „trifft überhaupt nicht zu“ und 4 für „absolut zutreffend“. Die
Versuchsleiterin nannte den Probanden die jeweilige Eigenschaft und diese
zeigten mit ihrer rechten Hand die vorher vereinbarten Handzeichen von 0
bis 4, um die Positionierung des fixierten Kopfes für alle
aufeinanderfolgenden Aufnahmen zu erhalten.
Im Anschluss an die MRT-Versuche erfolgte die statistische Auswertung
hinsichtlich der Medikation mit Hilfe des gepaarten Wilcoxon-Tests. Die p-
Werte wurden dafür von p<0.05 auf p<0.017 korrigiert (Bonferroni-Korrektur
für 3 Tests).
MRT-Aufnahmen
Zur Beurteilung der cerebralen Verarbeitung der Reize wurden
Perfusionsänderungen durch funktionelle MRT-Diagnostik betrachtet.
Mit Hilfe eines Magnetresonanztomographen (Trio 3T, Siemens, Erlangen)
der Abteilung für Neuroradiologie des Universitätsklinikums Erlangen wurden
anatomische und funktionelle Aufnahmen des Gehirns angefertigt. Vor jeder
Sitzung wurden die Probanden nochmals über den Versuchsablauf
aufgeklärt (Anhang: Probandeninstruktion) und bekamen
Gehörschutzstöpsel zum Schutz vor zu hoher Lärmbelastung während der
Aufnahmen. Zur Minimierung der Kopfbewegung wurde dieser mit Hilfe von
Schläfen-Polstern am Gerät fixiert. Kleinere Bewegungen, die während der
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 15
Aufnahmen auftraten, wurden mit der geräteeigenen Software korrigiert,
indem das Messfeld nachgeführt wurde (Thesen et al., 2000). Verbleibende
Bewegungsartefakte wurden bei der Auswertung mit dem Programm
BrainVoyager mit Hilfe des Bewegungskorrekturprogrammes berichtigt.
Während des oben erklärten Versuchsprotokolls (Abbildung 2) wurden
funktionelle T2-Aufnahmen angefertigt. Dabei wurden insgesamt 110 Bilder
mit Hilfe des Echo Planar Imaging aufgenommen (34 axiale Schnitte
Repetitionszeit=3000 ms, Echozeit=60 ms, Flipwinkel=90 Grad,
Schichtdicke=4 mm, Bildausschnitt=220 x 220 mm2, in-plane resolution=64 x
64 Pixel, Pixel-Größe=3,44 x 3,44 x 4 mm3).
Zwischen der ersten und der zweiten Messung wurden die anatomischen
Aufnahmen des Gehirns durch eine Magenetization Prepared Rapid Gradient
Echo(MPRAGE)-Sequenz angefertigt. Es wurden 176 Sagittalschnitte mit
einer Schichtdicke von 1 mm und einer Schichtgröße von 220 x 220 mm2
aufgenommen. Die Schichtauflösung betrug 859 x 859 μm2, bei 256 x 256
Pixel.
Analyse der MRT-Aufnahmen
Die MRT-Aufnahmen wurden mit dem Programm BrainVoyager QX v2.
(Brain Innovations, Niederlande, www.brainvoyager.com) bearbeitet und
ausgewertet.
Im ersten Schritt wurden für alle Probanden aus den anatomischen
MPRAGE-Datensätzen 3D-Darstellungen generiert.
Im nächsten Schritt wurden die individuellen Gehirnaufnahmen der
Probanden in das Standard-Hirn des Talairach-Systems transformiert. Dies
ermöglichte später eine Zusammenfassung aller Datensätze für eine
Gruppenanalyse.
Bei den funktionellen Sequenzen wurden Bewegungsartefakte, die durch die
Online-Bewegungskorrektur während der Aufnahme nicht erfasst wurden,
mittels der automatischen Bewegungskorrektur des BrainVoyager-
Programms minimiert.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 16
Als Nächstes wurde eine Koregistrierung der funktionellen und anatomischen
Daten durchgeführt. Dies diente dazu, auch die funktionellen Daten im
Talairach-System abzubilden.
Danach wurde eine General Linear Modell(GLM)-Analyse der Daten
durchgeführt. Als Prädiktoren wurden die Substanz-Applikation, die vier
Kratzperioden, vier Phasen des schwachen Juckens („low itch“), und vier
Phasen des starken Juckens („high itch“) gewählt (Abbildung 2). In der
Auswertung wurde nur die Hirnaktivität während der Kratzperioden bewertet,
da „Kratzen“ der stärkste Prädiktor war.
Alle anderen Prädiktoren wurden als Variablen gewertet, die hier nicht von
Interesse waren, aber eine zusätzliche Varianz erklären können.
Die GLM-Analyse zeigt, ob eine signifikante Änderung des BOLD-Signals in
einem definierten Hirnareal vorliegt, die mit dem Verlauf der Prädiktoren
korreliert.
Für die Auswertung wurden Regions of Interest (ROIs) benutzt, die zuvor als
relevant beurteilt wurden (Herde et al., 2007, Vierow et al., 2009). Abbildung
3 zeigt die Koordinaten und die Größe dieser ROIs.
Auf der ipsilateralen Seite (links) wurden 15 Regionen beurteilt, auf der
kontralateralen Seite (rechts) 17. Abbildung 3 (letzte Spalte) zeigt die Größe
sämtlicher ROIs, dabei wurden nur Hirnregionen als aktiviert angesehen,
deren Ausdehnung eine Cluster-Größe von 150 mm2 überschritt (Ringler et
al., 2003).
Der p-Wert, unterhalb dessen eine Aktivierung als signifikant betrachtet
wurde, wurde auf p<0,002 festgesetzt (Bonferroni-Korrektur von p<0,05 und
32 Regionen: p<0,05/32).
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 17
Abbildung 3: Regions of Interest
Übersicht aller ROIs der rechten und linken Hemisphäre, die in die Auswertung mit
einflossen. Sie sind anhand ihrer Talairach-Koordinaten und ihrer Größe in mm³ dargestellt.
Im nächsten Schritt wurden alle Reize unter Placebo markiert und mit den
bekannten ROIs verglichen. Aus der gemeinsamen Schnittmenge wurde eine
Maske erstellt, die die Grundlage für die weitere Auswertung war, und in
Talairach-Daemon (TD) übertragen (www.talairach.org/daemon.html, Stand
07.03.2014). TD ist eine Internet Datenbank, die mit Hilfe der jeweiligen
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 18
Koordinaten der erstellten Talairach-Datensätzen die Hirnstrukturen an einer
gegebenen Koordinate identifiziert. Die erstellte Maske wurde mit der
Verteilung der ROIs im TD verglichen, um die genaue Position des Clusters
(der Aktivierungen) zu ermitteln. Da die Verteilung unter Naltrexon- und
Placebogabe ähnlich war, konnte zur Beurteilung die gleiche Maske
verwendet werden.
Zur Darstellung signifikanter Unterschiede zwischen Naltrexon- und
Placeboeinnahme wurden die t-Werte der Aktivierungen verglichen. Frühere
Studien des Instituts für Physiologie und Pathophysiologie der FAU
Erlangen-Nürnberg berechneten mittels einer Kontrastanalyse, dass eine
Differenz der t-Werte (Δt) von 3,5 einem korrigiertem Signifikanzniveau von
5% entspricht. Deswegen wurden Δt3,5 als signifikant gewertet (Vierow et
al., 2009).
Psychophysik
Im Anschluss an die MRT-Messungen erklärten sich zehn der 17 Probanden
dazu bereit, an einer weiteren Versuchsreihe teilzunehmen, um detailliertere
Aussagen über die subjektive Beurteilung der Substanzen unter Naltrexon-
und Placeboeinnahme treffen zu können. Der Versuchsablauf entsprach dem
der MRT-Sitzungen: Die Probanden kamen zu zwei Sitzungen und nahmen
eine Stunde vor Versuchsbeginn entweder eine Placebo- oder
Naltrexonkapsel ein. Diesmal saßen sie während des Versuchs auf einem
Stuhl, dabei lag ihr linker Arm hinter einer Holzplatte, die als Sichtschutz
diente, um mögliche Rückschlüsse durch die verschiedenen Hautreaktionen
zu verhindern. Es wurde dasselbe Protokoll wie bei den MRT-Messungen
verwendet (Abbildung 2). Am Ende jedes fünfminütigen Durchgangs
entfernte die Versuchsleiterin die Stacheln mit einem Pflasterstreifen und die
Probanden bekamen einen, in unserem Institut etablierten, Fragebogen zur
Abfrage der Qualität des Juckreizes (Anhang: Fragebogen). Die 24
abgefragten Eigenschaften sind eine kurze Version des Eppendorfer
Juckreizfragebogens und wurden ebenfalls auf einer Skala von 0-4 bewertet
(Kosteletzky et al., 2009, Darsow et al., 1997). Lediglich die Skala zur
Wirksamkeit des Kratzens wurde zu -4 bis +4 geändert, wobei -4 „sehr
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 19
unangenehm“ und +4 einer „starken Entlastung durch das Kratzen“
entsprach. Da einige der 24 bewerteten Eigenschaften sehr ähnliche
Qualitäten abfragten, flossen nur folgende neun Items sowie das „Kratzen“ in
die weitere Auswertung ein:
wellenförmig
beißend
stechend
brennend
scharf
spitz
nadelstichartig
juckend
mückenstichartig
Entlastung durch das Kratzen
Die gewählten Items sind typischerweise Eigenschaften, die mit der
Beschreibung der pruritogenen Substanzen assoziiert werden.
Die hier erhaltenen Daten wurden mittels einer two-way Repeated-Measures
analysis of variance (ANOVA) mit den Faktoren Substanz
(Histamin/Cowhage/Capsaicin) und Medikation (Placebo/Naltrexon) auf
Unterschiede im Rating analysiert. Signifikante Ergebnisse wurden mit Hilfe
des Least Significant Difference(LSD)-Post-hoc-Tests verifiziert.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 20
Ergebnisse
Unerwünschte Arzneimittelwirkung
Einen Tag nach Einnahme der Medikation wurden die Probanden über
mögliche Nebenwirkungen befragt. Ein Proband litt nach beiden
Naltrexoneinnahmen unter Kopfschmerzen. Als Nebenwirkung der
Placeboeinnahme gaben zwei Probanden Schwindel und Unwohlsein an. Es
ist demnach nicht davon auszugehen, dass die Probanden über das
Wirkungs- oder Nebenwirkungsprofil die jeweilige Medikation eindeutig
hätten identifizieren und damit die Ergebnisse verfälschen können.
Abbildung 4: Übersicht der Aktivierungen und Deaktivierungen unter Histamin
Die Übersicht zeigt Aktivierungen und Deaktivierungen unter Placebo- und Naltrexongabe.
Beide Medikationen aktivieren mit unterschiedlich starker Ausprägung dieselben
Hirnregionen. In der vorliegenden Schnittbild-Ebene ist die Reduktion der Aktivität im ACC,
in BA9, im Thalamus und im IC unter Naltrexon zu erkennen.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 21
Cerebrale Aktivierungen
Während des Kratzens zeigten sich Veränderungen des cerebralen
Blutflusses in Form von positiven oder negativen BOLD-Signalen in
verschiedenen Hirnarealen.
Grundsätzlich sind die Aktivierungsmuster zwischen den Substanzen und
unter Placebo- und Naltrexoneinnahme sehr ähnlich. Die Abbildung 4-6
lassen jedoch eine Reduktion der Aktivierungen unter Naltrexon erkennen.
Nach Histaminapplikation traten unter beiden Medikationen während des
Kratzens verstärkte BOLD-Signale im Thalamus, im Nucleus Caudatus, im
perigenualen anterioren Cingulum (pACC), im mittlerem Cingulum (MCC), in
der anterioren und posterioren Insel, in den primär und sekundär
sensorischen Rindenfeldern (S1 und S2/Operculum), im Putamen, in der
Area frontalis granularis (BA9), in der linken frontomedialen BA10, in BA46
und in BA40 auf. Dabei zeigten sich signifikante Unterschiede der
Aktivierungen zwischen Naltrexon- und Placebogabe im pACC (links:
Δt=5,85; rechts: Δt=5,69) und im linken S1 (Δt=3,78). Negative BOLD-
Signale fanden sich im limbischen System in der Amygdala, im Hippocampus
und im sACC und in der primär motorischen Rinde (M1) BA4. Im
kontralateralen BA10 wurde nach Verabreichung von Naltrexon eine
Signalminderung und nach Placebogabe eine Signalsteigerung beobachtet.
Diese waren aufgrund ihrer geringen Ausprägung (Δt=1,4) jedoch nicht
signifikant.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 22
Abbildung 5: Übersicht der Aktivierungen und Deaktivierungen unter Cowhage
Die Übersicht zeigt Aktivierungen und Deaktivierungen unter Placebo- und
Naltrexoneinnahme. Beide Medikationen aktivieren mit unterschiedlich starker Ausprägung
dieselben Hirnregionen. In der vorliegenden Schnittbild-Ebene ist die Reduktion der Aktivität
im ACC, in BA9 und im IC unter Naltrexon zu erkennen.
Die Aktivierungsmuster während des Kratzens nach Cowhageapplikation
entsprachen größtenteils denen von Histamin (Abbildung 5). Positive BOLD-
Signale zeigten sich im Thalamus, im Nucleus Caudatus, im Putamen, im
pACC, im MCC, in der anterioren und posterioren Insel, in S1 und S2, in
BA9, in BA10, in BA40, und BA46. Im Thalamus (links: Δt=3,97; rechts:
Δt=5,36), im pACC (links: Δt=5,07; rechts: Δt=5,33) und im MCC (links:
Δt=3,90; rechts: Δt=4,95) erwiesen sich die Unterschiede zwischen
Naltrexon- und Placeboeinnahme als signifikant. Negative BOLD-Signale
traten im Hippocampus, in der Amygdala und in M1 BA4 auf. Im linken sACC
(tPlac=0,38; tNal=-0,73) fanden sich unter Placebogabe Aktivierungen, unter
Naltrexoneinnahme hingegen Deaktivierungen.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 23
Abbildung 6: Übersicht der Aktivierungen und Deaktivierungen unter Capsaicin
Die Übersicht zeigt Aktivierungen und Deaktivierungen unter Placebo- und Naltrexongabe.
Beide Medikationen aktivieren mit unterschiedlich starker Ausprägung dieselben
Hirnregionen. In der vorliegenden Schnittbild-Ebene ist die Reduktion der Aktivität im ACC
und im Thalamus unter Naltrexon deutlich zu erkennen.
Auch nach Capsaicinapplikation zeigten sich ähnliche Aktivierungsmuster
wie unter den anderen Substanzen. Im Thalamus, im Nucleus Caudatus, im
Putamen, im pACC, im MCC, in der anterioren und rechten posterioren Insel,
im Operculum, in S1, in BA9, in BA10 rechts, in BA40 und BA46
präsentierten sich während des Kratzens Aktivierungen. Hinsichtlich der
Medikation waren diese im rechten pACC (Δt=3,98) signifikant
unterschiedlich.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 24
Abbildung 7: Graphische Übersicht der t-Werte
Graphische Darstellung der t-Wert aller ROI unter Naltrexon und Placebo für die Substanzen
Capsaicin, Cowhage und Histamin. Größtenteils zeigten sich ähnliche Aktivierungsmuster.
Deaktivierungen traten in der Amygdala, im Hippocampus, im sACC und in
M1 BA40 auf. Nicht signifikante Unterschiede zwischen Aktivierungen und
Deaktivierungen (Δt=1,56) fanden sich in der linken BA10 (Abbildung 7&8).
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 25
Abbildung 8: Detaillierte Übersicht der t-Werte
Tabellarische Gegenüberstellung der durchschnittlichen t-Werte in allen ROI für die
einzelnen Substanzen unter Naltrexon und Placebo in der linken (l) und rechen (r)
Hemisphäre.
MRT-Rating
Die im MRT abgefragten Items „wellenförmig“, „scharf“, „spitz“, und
„Entlastung durch Kratzen“ wurden nach Histaminapplikation unter
Naltrexoneinnahme geringer bewertet als unter Placebo, „brennend“ wurde
gleich empfunden, einzig „mückenstichartig“ wurde unter Naltrexongabe als
ausgeprägter angegeben.
Überraschenderweise wurden nach Cowhage- und Capsaicinapplikation
sämtliche Items, mit der Ausnahme „spitz“, unter Naltrexoneinnahme höher
bewertet (Abbildung 9).
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 26
Abbildung 9: MRT-Rating der einzelnen Substanzen unter Naltrexon und Placebo
Graphische Darstellung der durchschnittlichen Bewertung mit Standardfehler der
abgefragten Items für die drei Substanzen unter Naltrexon- und Placeboeinnahme.
Die subjektive Erleichterung durch Kratzen wurde nach Cowhageapplikation
unter Naltrexongabe als signifikant (p0,0161) stärker bewertet als unter
Placebo. Alle weiteren nach Naltrexon- und Placeboeinnahme beurteilten
Items erreichten nicht das korrigierte Signifikanzniveau von p<0.017
(Abbildung 10).
Aufgrund der limitierten Differenzierung durch nur sechs Entitäten, wurde
eine weitere Psychophysik-Versuchsreihe mit einer detaillierteren Abfrage
über die Juckqualitäten durchgeführt.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 27
Abbildung 10: MRT-Rating der einzelnen Items
Übersicht der Bewertung aller Items unter den einzelnen Substanzen für Naltrexon und
Cowhage. Ein signifikanter Unterschied in der Bewertung der Medikation zeigte sich beim
Kratzen unter Cowhageapplikation.
Psychophysik
Nach dieser Versuchsreihe bewerteten die Probanden 24 verschiedene
Items bezüglich der Juckqualität (Anhang: Fragebogen) auf einer Skala von
0-4. Die Veränderung der Empfindung durch Kratzen gaben sie auf einer
Skala von -4 bis +4 an, wobei -4 für eine „maximale Verschlechterung“ und
+4 für eine „maximale Entlastung“ stand.
Unter Histamin wurden „jucken“ (2,55), „spitz“ (2,45) und „wellenförmig“
(2,09) von allen Probanden durchschnittlich als am stärksten bewertet, was
zu dem typischen Juckprofil von Histamin passt (Kosteletzky et al., 2009).
Nach Capsaicinapplikation wurden unter Placebo „wellenförmig“ (2,27),
„juckend“ (2,18) und „spitz“ (2,09) als durchschnittlich am ausgeprägtesten
beurteilt.
Nach Cowhageapplikation wurden unter Placebo „spitz“ (2,36) und „beißend“
(2,09) durchschnittlich als am stärksten bewertet.
In einer ANOVA wurden die Substanzen (Histamin, Cowhage, Capsaicin)
und die Medikation (Naltrexon, Placebo) bezüglich der ausgewählten Items
ausgewertet.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 28
Abbildung 11: Psychophysik nach Applikation der Substanzen unter Naltrexon und
Placebo
Graphische Darstellung der durchschnittlichen Bewertung mit Standardfehler der
abgefragten Eigenschaften für die drei Substanzen unter Naltrexon- und Placebogabe.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 29
Nach den Versuchen beurteilten die Probanden, ob Kratzen als subjektiv
angenehm oder unangenehm, also zu einer Verminderung oder Verstärkung
der Beschwerden geführt hat. Die im Rating der MRT-Versuche gezeigte
Besserung der Beschwerden durch Kratzen unter Cowhage nach
Naltrexoneinnahme konnte aufgrund der reduzierten Probandenzahl nicht
bestätigt werden. In der ANOVA zeigte sich für „Kratzen“ ein signifikanter
Unterschied (p0,035) zwischen den Gruppen Naltrexon und Placebo, dieser
konnte im LSD-Post-hoc-Test jedoch nicht für die einzelnen Substanzen
(Histamin p0,26; Cowhage: p0,36; Capsaicin p0,085) verifiziert werden.
Auch für allen weiteren Items konnte weder zwischen Placebo- und
Naltrexoneinnahme noch zwischen den verschiedenen Substanzen
(p0,108) ein signifikanter Unterschied herausgearbeitet werden
(Abbildung12).
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 30
Abbildung 12: Psychophysik nach Applikation Substanzen unter Naltrexon und
Placebo
Übersicht der subjektiven Bewertung der Substanzen unter Naltrexon- und
Placeboeinnahme. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen Naltrexon und
Placebo.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 31
Diskussion
In der vorliegenden Studie wurden die zentrale Verarbeitung und subjektive
Empfindung für die Substanzen Histamin, Cowhage und Capsaicin sowie der
modulierende Einfluss von Naltrexon und Placebo auf die Juckwahrnehmung
untersucht.
Psychophysik
Histaminerges Jucken beschrieben unsere Probanden vor allem als
„juckend“ und „spitz“. Cowhage hingegen wurde von Kostaletzky et al. eher
als „stechend“, „spitz“ und „scharf“ charakterisiert (Kosteletzky et al., 2009).
Capsaicin, welches in höherer Dosierung schnell in brennenden Schmerz
übergeht, wurde ebenfalls als „spitz“, „stechend“ und „brennend“ beschrieben
(Sikand et al., 2011). Im Rating nach den MRT-Aufnahmen wurden die hier
erwähnten Items („wellenförmig“, „brennend“, „scharf“, „spitz“,
„mückenstichartig“, „Entlastung durch das Kratzen“) für jede Substanz
abgefragt. Eine klare Zuordnung der abgefragten Items zu den Substanzen,
zeigte sich jedoch nicht. Es wäre möglich, dass die laute und ungewohnte
Umgebung als Störfaktor während der Aufnahmen ablenkend gewirkt haben
könnte. Allerdings wurde die zu erwartende Bewertung der Substanzen auch
in der anschließenden Psychophysik nur teilweise bestätigt. Ursächlich
könnten die großen intraindividuellen Unterschiede im kleinen
Probandenkollektiv auf der hier verwendeten Rating-Skala (0-4) sein.
Möglicherweise war auch die Abstufung der Skala zu klein, um Unterschiede
in der Wahrnehmung differenziert genug angeben zu können. Für zukünftige
Studien sollte daher eine differenziertere Skala, zum Beispiel von 0-10, wie
sie auch für die klinische Schmerzbeurteilung etabliert ist, verwendet werden.
Effektivität des Kratzens
Mittels der hier generierten Ergebnissen konnte gezeigt werden, dass
Naltrexon die „Effektivität des Kratzens“ verändert. Bin Saif et al. arbeiteten
heraus, dass Kratzen bei bestehendem Juckreiz als sehr angenehm
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 32
empfunden wird (Bin Saif et al., 2012). Auch die Probanden dieser Studie
bewerteten das Kratzen nach Applikation der drei Substanzen positiv. In der
Psychophysik-Versuchsreihe war dieser Effekt unter Naltrexon insgesamt
signifikant abgeschwächt. Bei der Analyse der MRT-Messungen zeigten sich
in einigen Hirnregionen signifikante Unterschiede zwischen den
Aktivierungen unter Naltrexon- und Placeboeinnahme. Naltrexon ist ein
Opioidrezeptor-Antagonist, der klinisch unterstützend zum Opioidentzug
angewandt wird (Dosis: 50 mg). Opioidrezeptoren spielen eine
entscheidende Rolle bei der Schmerzunterdrückung, die sowohl endogen
durch körpereigene Endorphine und Enkephaline als auch therapeutisch
durch Opiate zur Schmerzbekämpfung von Bedeutung sind. Da Naltrexon
auch die Bindung der körpereigenen Botenstoffe an die Rezeptoren
verhindert, wird der zur Entlastung angebotene Reiz des Kratzen verstärkt
schmerzhaft wahrgenommen (Graefe et al., 2011, Lüllmann et al., 2010).
Infolge der funktionierenden endogenen Schmerzunterdrückung nach
Placebogabe wird die schmerzhafte Komponente des Kratzens weniger stark
wahrgenommen und der Reiz wird eher als angenehm und entlastend
empfunden. So ist es auch zu erklären, dass einige Attribute der
Schmerzwahrnehmung (Histamin: „scharf“, „schmerzend“, „nadelstichartig“;
Capsaicin: „brennend“) unter Naltrexon- stärker als unter Placeboeinnahme
bewertet wurden.
Allgemeine Beobachtungen
In einer früheren Studie arbeiteten Vierow et al. heraus, dass im gewählten
Versuchsprotokoll zwei Phasen (Prädiktoren) existieren, die für die
Auswertung relevant und aussagekräftig sind: „high itch“, als starkes Jucken
direkt vor dem Kratzen und „Kratzen“ als Unterdrückung des Juckreizes
(Vierow et al., 2009). Unsere Ergebnisse wurden jeweils alle für den
Prädiktor „Kratzen“ ausgewertet. Darüber hinaus wären die Auswertung des
Prädiktors „high itch“ und ein Vergleich der „high itch“- und „low itch“-Phasen
sehr interessant gewesen. Unser Studiendesign ließ hier jedoch keine
aussagekräftige Datenerhebung zu, da der Einfluss von „Kratzen“ als
kontrollierte Variable sehr groß war und somit eine zu große Störgröße
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 33
gewesen wäre. Als starker Reiz überdauerte er die „Kratzphase“, was zu
BOLD-Wert Veränderungen in der „low itch“-Phase und somit zu verfälschten
Ergebnissen geführt hätte.
Allgemein ist zu sagen, dass sich in der psychophysikalischen Auswertung
für „Kratzen“ ein signifikanter Unterschied bezüglich Naltrexon und Placebo
zeigte. Dieser ließ sich im LSD-Post-hoc-Test aber nicht für die einzelnen
Substanzen verifizieren und zeigte sich auch nicht für andere Items. Diese
nicht eindeutigen Unterschiede zwischen Naltrexon und Placebo (Abbildung
11&12) und auch die fehlende Signifikanz zwischen den einzelnen
Substanzen könnten unter anderem auf die niedrige Naltrexondosierung
zurückzuführen sein. Um sämtliche Wirkungen zu verifizieren, wäre eine
erneute Durchführung der Versuche mit erhöhter Medikamentendosis und
verlängerter Applikation der Substanzen sinnvoll. Bisher wurde die Reduktion
von histaminergem Jucken durch orale Gabe von 25 mg Naltrexon von
Heyer et al. beschrieben. Da die Dosierung in Heyers Versuchen suffizient
war, nahmen wir an, mit der gleichen Menge eine signifikante Wirkung zu
erzielen. Die unterschiedliche Applikationsart der Substanzen (Iontophorese
vs. kutane Injektion von Spikules) könnte jedoch dazu geführt haben, dass in
der vorliegenden Studie eine höhere Naltrexon-Dosis nötig gewesen wäre
(Heyer et al., 1997). In einer anderen Studie wurde eine geringere Naltrexon-
Dosis verwendet, wobei die Probanden hier keine einmalige Dosis bekamen,
sondern über einen Monat hinweg mittels 2-4,5 mg Naltrexon täglich, ein
kontinuierlicher Wirkspiegel aufgebaut wurde (Frech et al., 2011). So ist von
einer längerfristigen Modulation auszugehen.
Im Gegensatz dazu beschrieben Lüllmann et al. in ihrem Taschenatlas
Pharmakologie keine Wirkung von Naloxon, einem i.v. verabreichten
Opioidrezeptor-Antagonisten, bei Menschen, die zuvor keine Opiate
eingenommen hatten (Lüllmann et al., 2010).
An dieser Stelle ist ebenfalls die iontophoretische Applikation der
Substanzen zu diskutieren, um die Ergebnisse von Heyer et al. zu
bestätigen. Sie beobachteten, dass Naltrexon keine Wirkung auf die
vaskuläre Reaktion (Entwicklung der Flare-Reaktion) nach iontophoretischer
Histaminapplikation hatte, wohl aber zu einer signifikanten Reduktion des
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 34
Pruritus führte. Eine Applikation der Substanzen mittels Iontophorese konnte
in der vorliegenden Studie nicht angewandt werden, da nur Histamin-
Moleküle eine elektrische Ladung aufweisen, welche für die iontophoretische
Applikation benötigt wird. Durch die Tatsache, dass wir in unseren MRT-
Versuchen und auch in der Psychophysik keine signifikante Reduktion des
Items „juckend“ durch Naltrexongabe beobachten konnten, stellt sich die
Frage, ob die iontophoretische Gabe ein stärkeres Juckgefühl vermittelt
hätte, als die Applikation mittels Spikules. Ein weiterer Nachteil der
Applikation via Spikules ist, dass trotz standardisierter Herstellung nicht alle
Applikatoren mit exakt der gleichen Anzahl an Spikules versehen werden
können.
In der hier durgeführten Studie konnte die Versuchsleiterin während der
gesamten Messreihe die Unterarme der Probanden beobachten und durch
die in der Einleitung beschriebenen Hautreaktionen Rückschlüsse auf die
applizierten Substanzen ziehen. Für die Studienergebnisse hatte dies jedoch
keine Relevanz, da die Versuchsleiterin während und auch nach Beenden
der Versuchsreihe dazu angehalten war, keine Erklärungen zu den
verschiedenen Hautreaktionen zu geben und somit eine Einflussnahme auf
das Rating der Probanden vermieden wurde.
Cerebrale Aktivierungen
In früheren Studien konnten Unterschiede in der peripheren Verarbeitung der
Substanzen Histamin, Capsaicin und Cowhage herausgearbeitet werden
(Einleitung). Davidson et al. stellten die verschiedenen Bahnen bis auf
Rückenmarksebene im Hinterhorn und sogar bis in den Thalamus dar: Die
pruritogene Empfindung wird vom Hinterhorn über den spinothalamischen
Trakt (STT) zum Thalamus geleitet. Davidson et al. fanden 111 verschiedene
polymodale Neurone, von denen 20% histaminerge Reize leiten, 14%
Cowhage und davon 2% beide Reize (Davidson et al., 2012). In einer
vorherigen Studie wurde beschrieben, dass Capsaicin von den Histamin- und
den Cowhage leitenden Neuronen des STTs weitergeleitet wird (Davidson et
al., 2007). Entgegen vorheriger Vermutungen zeigten die Autoren somit,
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 35
dass die verschiedenen Juckformen größtenteils unterschiedliche STT
Neurone aktivieren.
Peripher werden die histaminergen Reize über mechano-insensitive C-
Fasern geleitet, welche aber auch TRPV1-Rezeptoren besitzen und somit
auch auf Capsaicin reagieren (Schmelz et al., 1997, Sikand et al., 2011,
Sikand et al., 2009). Die TRPV1-Rezeptoren wurden ursprünglich nur der
Schmerzverarbeitung zugeordnet.
In der „Selective Hypothesis“ wurde die Differenzierung zwischen der Juck-
und Schmerzwahrnehmung festgehalten: Wird nur eine kleine Untergruppe
an Neuronen aktiviert, kommt es zur Juckempfindung, wird dagegen die
Gesamtmenge der Neurone über den TRPV1-Rezeptor aktiviert, wird der
Reiz als schmerzhaft wahrgenommen. Außerdem kommt es im Falle der
schmerzhaften Empfindung zu einer direkten Bindung an den TRPV1-
Rezeptor, während die pruritogenen Substanzen den TRPV1-Rezeptor als
nachgeschalteten Rezeptor benutzen (Xiao and Patapoutian, 2011,
McMahon and Koltzenburg, 1992).
In den hier erzielten Ergebnissen fanden sich keine systematischen
Unterschiede in der Stärke der Aktivierungen durch die verschiedenen
pruritogenen Substanzen (Abbildung 7&8). Die Aktivierungen entsprachen
grundsätzlich denen, die auch schon in früheren Studien zu histaminergem
Jucken (Herde et al., 2007) und Kratzen im Hintergrund von Jucken (Vierow
et al., 2009) gefunden wurden.
In S1 zeigten sich durchweg positive BOLD-Signale, wobei die Unterschiede
zwischen Naltrexon- und Placeboeinnahme unter Histamin das
Signifikanzniveau erreichten. Diese Aktivierungen dienen der Lokalisation
und qualitativen Bewertung des sensorischen Inputs (Oshiro et al., 2007,
Yosipovitch et al., 2008). Sie wurden nicht nur nach Applikation von
Juckreizen (Vierow et al., 2009), sondern auch nach schmerzhaften Reizen
beschrieben (Treede et al., 1999, Yosipovitch et al., 2007). Kratzen oder
schmerzhafte Reize können das Juckgefühl zwar unterdrücken (Yosipovitch
et al., 2008), führen aber zu neuen sensorischen Reizen. Da von einer
funktionierenden endogenen Schmerzunterdrückung auszugehen ist, waren
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 36
Signalverstärkungen unter Naltrexon- im Vergleich zu Placeboeinnahme zu
erwarten.
Negative BOLD-Signale im limbischen System wurden schon von Herde et
al. für Jucken während eines On-Off-Stimulus beschrieben (Herde et al.,
2007). Sie wurden mit der Erwartung des Kratzens der Probanden, welches
den ansonsten unangenehmen Stimulus des Juckens unterdrückte, erklärt.
Zuvor wurden Aktivierungen im sACC negativen Gefühlen oder als negativ
bewerteten Umständen zugeschrieben (Vogt, 2005). Im ACC wurden von
Hsieh et al. und Darsow et al. nach Setzen eines Juckreizes Aktivierungen
beschrieben. ACC und die Insel sind mit dem limbischen System verbunden
und dienen der emotionalen und kognitiven Verarbeitung von Sinnesreizen.
Besonders die perigenuale Region des ACCs ist mit emotionaler
Verarbeitung assoziiert (Hsieh et al., 1994, Darsow et al., 2000, Yosipovitch
et al., 2007). Yosipovitch et al. beobachteten während wiederholten Kratzens
ohne Jucken Deaktivierungen im ACC und stellten deswegen die Hypothese
auf, dass diese für die Unterdrückung der Juckempfindung verantwortlich
sein könnten. In der hier durchgeführten Studie präsentierten sich während
des Kratzens Aktivierungen im pACC unter allen Substanzen und unter
beiden Medikationen, die der emotionalen Verarbeitung zugeschrieben
werden können. Die BOLD-Signale waren hinsichtlich aller Substanzen nach
Verabreichung von Naltrexon und Placebo signifikant unterschiedlich.
Des Weiteren wurden in dieser Studie Aktivierungen im Thalamus während
des Kratzens beobachtet. Dies widerspricht den Beobachtungen von
Yosipovitch, der jedoch Kratzen ohne den Hintergrund des Juckens
beschreibt - keiner seiner Probanden empfand das Kratzen als unangenehm
- es ist jedoch ohne Jucken im Hintergrund nicht entlastend. Der Thalamus
besteht aus vielen Kernen, die für die Weiterleitung peripherer Impulse zum
Cortex zuständig sind (Rohen, 2001). Somit sind Aktivierungen während des
Kratzens zu erwarten. Unstimmigkeiten zwischen verschiedenen Autoren
bezüglich Aktivierungen und Deaktivierungen können oftmals auf
unterschiedliche Versuchsprotokolle, wie zum Beispiel Kratzen mit oder ohne
Applikation juckfördernder Substanzen, zurückzuführen sein.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 37
Im kontralateralen Putamen wurden positive BOLD-Signale während des
Kratzens eines Juckreizes beschrieben (Vierow et al., 2009). Diese
Beobachtung konnte in der vorliegenden Studie bestätigt werden.
Interessanterweise fehlen entsprechende Aktivierung beim Kratzen eines
nicht juckenden Hautareals. Dies lässt sich dadurch erklären, dass es beim
Erwarten eines als angenehm empfundenen Reizes zu Aktivierungen im
dorsalen Striatum, wozu auch das Putamen zählt, kommt (McLean et al.,
2009, Bin Saif et al., 2012).
Die Abbildungen 4-6 zeigen die cerebralen Aktivierungen während des
Kratzens unter Naltrexon- und Placebogabe. Für alle drei Substanzen zeigte
sich eine mehr als zufällige Reduktion der cerebralen Aktivitäten nach
Naltrexoneinnahme. Für einige Hirnregionen war dieser Unterschied
signifikant. Desweiteren unterstützt die Reproduzierbarkeit der Reduktion der
BOLD-Werte unter allen drei Substanzen die Annahme eines systematischen
Effekts des Naltrexons. An dieser Stelle sind weitere Studien zur genaueren
Darstellung des hier aufgezeigten Effekts wünschenswert.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 38
Literaturverzeichnis
AKIYAMA, T., CARSTENS, M. I. & CARSTENS, E. 2010. Differential itch- and pain-related behavioral responses and micro-opoid modulation in mice. Acta Derm Venereol, 90, 575-81.
BIN SAIF, G. A., PAPOIU, A. D., BANARI, L., MCGLONE, F., KWATRA, S. G., CHAN, Y. H. & YOSIPOVITCH, G. 2012. The pleasurability of scratching an itch: a psychophysical and topographical assessment. Br J Dermatol, 166, 981-5.
DARSOW, U., DRZEZGA, A., FRISCH, M., MUNZ, F., WEILKE, F., BARTENSTEIN, P., SCHWAIGER, M. & RING, J. 2000. Processing of histamine-induced itch in the human cerebral cortex: a correlation analysis with dermal reactions. J Invest Dermatol, 115, 1029-33.
DARSOW, U., MAUTNER, V. F., BROMM, B., SCHAREIN, E. & RING, J. 1997. Der Eppendorfer Juckreizfragebogen. Der Hautarzt, 48, 730-733.
DAVIDSON, S., ZHANG, X., KHASABOV, S. G., MOSER, H. R., HONDA, C. N., SIMONE, D. A. & GIESLER, G. J., JR. 2012. Pruriceptive spinothalamic tract neurons: physiological properties and projection targets in the primate. J Neurophysiol, 108, 1711-23.
DAVIDSON, S., ZHANG, X., YOON, C. H., KHASABOV, S. G., SIMONE, D. A. & GIESLER, G. J., JR. 2007. The itch-producing agents histamine and cowhage activate separate populations of primate spinothalamic tract neurons. J Neurosci, 27, 10007-14.
FRECH, T., NOVAK, K., REVELO, M. P., MURTAUGH, M., MARKEWITZ, B., HATTON, N., SCHOLAND, M. B., FRECH, E., MARKEWITZ, D. & SAWITZKE, A. D. 2011. Low-dose naltrexone for pruritus in systemic sclerosis. Int J Rheumatol, 2011, 804296.
GRAEFE, K.-H., LUTZ, W. & BÖNISCH, H. 2011. Pharmakologie und Toxikologie 201 Tabellen, Stuttgart, Graefe, Karl-Heinz Lutz, Werner Thieme.
HAFENREFFER, S. 1660. Nosodochium in quo cutis eique adhaerentium partium, affectus omnes, singulari methodo, et cognoscendi et curandi fidelissime traduntur quod etiam variis medicamentis Galenicis, chymicis, cosmeticis, aliisque nobilibus selectioribus est illustratum, Ulmae, Kühn.
HANDWERKER, H. O. 2010. Microneurography of pruritus. Neurosci Lett, 470, 193-6. HERDE, L., FORSTER, C., STRUPF, M. & HANDWERKER, H. O. 2007. Itch induced by a
novel method leads to limbic deactivations a functional MRI study. J Neurophysiol, 98, 2347-56.
HEYER, G., DOTZER, M., DIEPGEN, T. L. & HANDWERKER, H. O. 1997. Opiate and H1 antagonist effects on histamine induced pruritus and alloknesis. Pain, 73, 239-43.
HSIEH, J. C., HAGERMARK, O., STAHLE-BACKDAHL, M., ERICSON, K., ERIKSSON, L., STONE-ELANDER, S. & INGVAR, M. 1994. Urge to scratch represented in the human cerebral cortex during itch. J Neurophysiol, 72, 3004-8.
IANNETTI, G. D. & MOURAUX, A. 2010. From the neuromatrix to the pain matrix (and back). Exp Brain Res, 205, 1-12.
IKOMA, A., STEINHOFF, M., STANDER, S., YOSIPOVITCH, G. & SCHMELZ, M. 2006. The neurobiology of itch. Nat Rev Neurosci, 7, 535-47.
JOHANEK, L. M., MEYER, R. A., FRIEDMAN, R. M., GREENQUIST, K. W., SHIM, B., BORZAN, J., HARTKE, T., LAMOTTE, R. H. & RINGKAMP, M. 2008. A role for polymodal C-fiber afferents in nonhistaminergic itch. J Neurosci, 28, 7659-69.
KOSTELETZKY, F., NAMER, B., FORSTER, C. & HANDWERKER, H. O. 2009. Impact of scratching on itch and sympathetic reflexes induced by cowhage (Mucuna pruriens) and histamine. Acta Derm Venereol, 89, 271-7.
LÜLLMANN, H., MOHR, K. & HEIN, L. 2010. Pharmakologie und Toxikologie Arzneimittelwirkungen verstehen - Medikamente gezielt einsetzen ; ein Lehrbuch für Studierende der Medizin, der Pharmazie und der Biowissenschaften ; eine Informationsquelle für Ärzte, Apotheker und Gesundheitspolitiker ; 130 Tabellen, Stuttgart [u.a.], Thieme.
MAIHOFNER, C., FORSTER, C., BIRKLEIN, F., NEUNDORFER, B. & HANDWERKER, H. O. 2005. Brain processing during mechanical hyperalgesia in complex regional pain syndrome: a functional MRI study. Pain, 114, 93-103.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 39
MCLEAN, J., BRENNAN, D., WYPER, D., CONDON, B., HADLEY, D. & CAVANAGH, J. 2009. Localisation of regions of intense pleasure response evoked by soccer goals. Psychiatry Res, 171, 33-43.
MCMAHON, S. B. & KOLTZENBURG, M. 1992. Itching for an explanation. Trends Neurosci, 15, 497-501.
MELZACK, R. 1999. From the gate to the neuromatrix. Pain, Suppl 6, S121-6. MELZACK, R. 2001. Pain and the neuromatrix in the brain. J Dent Educ, 65, 1378-82. NAMER, B., CARR, R., JOHANEK, L. M., SCHMELZ, M., HANDWERKER, H. O. &
RINGKAMP, M. 2008. Separate peripheral pathways for pruritus in man. J Neurophysiol, 100, 2062-9.
OSHIRO, Y., QUEVEDO, A. S., MCHAFFIE, J. G., KRAFT, R. A. & COGHILL, R. C. 2007. Brain mechanisms supporting spatial discrimination of pain. J Neurosci, 27, 3388-94.
REDDY, V. B., IUGA, A. O., SHIMADA, S. G., LAMOTTE, R. H. & LERNER, E. A. 2008. Cowhage-evoked itch is mediated by a novel cysteine protease: a ligand of protease-activated receptors. J Neurosci, 28, 4331-5.
RINGLER, R., GREINER, M., KOHLLOEFFEL, L., HANDWERKER, H. O. & FORSTER, C. 2003. BOLD effects in different areas of the cerebral cortex during painful mechanical stimulation. Pain, 105, 445-53.
ROHEN, J. W. 2001. Funktionelle Neuroanatomie Lehrbuch und Atlas ; mit 42 Tabellen, Stuttgart, Schattauer.
ROTHMAN, S. 1941. PHYSIOLOGY OF ITCHING. Physiological Reviews, 21, 357-381. SCHMELZ, M. 2009. Opioidinduzierter Pruritus. Der Anaesthesist, 58, 61-65. SCHMELZ, M., MICHAEL, K., WEIDNER, C., SCHMIDT, R., TOREBJORK, H. E. &
HANDWERKER, H. O. 2000. Which nerve fibers mediate the axon reflex flare in human skin? Neuroreport, 11, 645-8.
SCHMELZ, M., SCHMIDT, R., BICKEL, A., HANDWERKER, H. O. & TOREBJORK, H. E. 1997. Specific C-receptors for itch in human skin. J Neurosci, 17, 8003-8.
SCHMELZ, M., SCHMIDT, R., WEIDNER, C., HILLIGES, M., TOREBJORK, H. E. & HANDWERKER, H. O. 2003. Chemical response pattern of different classes of C-nociceptors to pruritogens and algogens. J Neurophysiol, 89, 2441-8.
SCHOEDEL, A. L., ZIMMERMANN, K., HANDWERKER, H. O. & FORSTER, C. 2008. The influence of simultaneous ratings on cortical BOLD effects during painful and non-painful stimulation. Pain, 135, 131-41.
SHELLEY, W. B. & ARTHUR, R. P. 1955. Studies on cowhage (Mucuna pruriens) and its pruritogenic proteinase, mucunain. AMA Arch Derm, 72, 399-406.
SHELLEY, W. B. & ARTHUR, R. P. 1957. The neurohistology and neurophysiology of the itch sensation in man. AMA Arch Derm, 76, 296-323.
SIKAND, P., SHIMADA, S. G., GREEN, B. G. & LAMOTTE, R. H. 2009. Similar itch and nociceptive sensations evoked by punctate cutaneous application of capsaicin, histamine and cowhage. Pain, 144, 66-75.
SIKAND, P., SHIMADA, S. G., GREEN, B. G. & LAMOTTE, R. H. 2011. Sensory responses to injection and punctate application of capsaicin and histamine to the skin. Pain, 152, 2485-94.
SILBERNAGL, S. & LANG, F. 2005. Taschenatlas der Pathophysiologie, Stuttgart [u.a.], Thieme.
STANDER, S., WEISSHAAR, E., METTANG, T., SZEPIETOWSKI, J. C., CARSTENS, E., IKOMA, A., BERGASA, N. V., GIELER, U., MISERY, L., WALLENGREN, J., DARSOW, U., STREIT, M., METZE, D., LUGER, T. A., GREAVES, M. W., SCHMELZ, M., YOSIPOVITCH, G. & BERNHARD, J. D. 2007. Clinical classification of itch: a position paper of the International Forum for the Study of Itch. Acta Derm Venereol, 87, 291-4.
STANDER, S., WEISSHAAR, E., STEINHOF, M., LUGER, T. A. & METZE, D. 2003. [Pruritus--pathophysiology, clinical features and therapy--an overview]. J Dtsch Dermatol Ges, 1, 105-18.
THESEN, S., HEID, O., MUELLER, E. & SCHAD, L. R. 2000. Prospective acquisition correction for head motion with image-based tracking for real-time fMRI. Magn Reson Med, 44, 457-65.
TÖRÖK, L. 1907. Über das Wesen der Juckempfindung. Zeitschrift für Physiologie und Physiologie der Sinne, 46, 23-35.
TREEDE, R. D., KENSHALO, D. R., GRACELY, R. H. & JONES, A. K. 1999. The cortical representation of pain. Pain, 79, 105-11.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 40
VIEROW, V., FUKUOKA, M., IKOMA, A., DORFLER, A., HANDWERKER, H. O. & FORSTER, C. 2009. Cerebral representation of the relief of itch by scratching. J Neurophysiol, 102, 3216-24.
VOGT, B. A. 2005. Pain and emotion interactions in subregions of the cingulate gyrus. Nat Rev Neurosci, 6, 533-44.
XIAO, B. & PATAPOUTIAN, A. 2011. Scratching the surface: a role of pain-sensing TRPA1 in itch. Nat Neurosci, 14, 540-2.
YOSIPOVITCH, G., CARSTENS, E. & MCGLONE, F. 2007. Chronic itch and chronic pain: Analogous mechanisms. Pain, 131, 4-7.
YOSIPOVITCH, G., ISHIUJI, Y., PATEL, T. S., HICKS, M. I., OSHIRO, Y., KRAFT, R. A., WINNICKI, E. & COGHILL, R. C. 2008. The brain processing of scratching. J Invest Dermatol, 128, 1806-11.
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 41
Abkürzungsverzeichnis
Δt Differenz der t-Werte
µm2 Quadratmikrometer
°C Grad Celsius
3D dreidimensional
ACC anteriorer cingulärer Cortex
ANOVA Analysis of variance
BA Brodmann Area
BOLD Blood Oxygen Level Dependend
Ca2+ Calzium2+
cAMP cyclisches Adenosinmonophosphat
CGRP Calcitonin Gene Related Protein
cm Zentimeter
et al. et alii
FAU Friedrich-Alexander Universität
g Gram
G-Protein Guaninnukleotid-bindendes-Protein
GLM General Linear Modell
H-Rezeptor Histamin-Rezeptor
IC Inselcortex
i.v. intravenös
l links
LSD Least Significant Difference
M1 primär motorisch Rinde
MCC mittleres Cingulum
mg Milligramm
ml Milliliter
mm Millimeter
mm2 Quadratmillimeter
mm3 Kubikmillimeter
MPRAGE Magnetization Prepared Rapid Gradient
Echo
MRT Magnetresonanztomographie
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 42
ms Millisekunde
N Newton
NO Stickstoffmonoxid
Nr. Nummer
pACC perigenualer anteriorer cingulärer
Cortex
PAR Protease-aktiver Rezeptor
PFC präfrontaler Cortex
r rechts
ROI Regions of Interest
S1 Primär somatosensorischer Cortex
S2 Sekundär somatosensorischer Cortex/
Operculum
sACC subgenualer anteriorer cingulärer
Cortex
STT spinothalamischer Trakt
TD Talairach-Daemon
TRPV-1 Transient Receptor Potential Vanilloid-1
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 43
Anhang
Probandeninformation
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 44
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 45
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 46
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 47
Bewilligung der Ethik-Kommission
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 48
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 49
Probandeninstruktion
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 50
Fragebogen
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 51
Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich bei allen, die mich während meines
Medizinstudiums und meiner Promotionsarbeit unterstützt haben, bedanken.
Insbesondere Herrn Prof. Dr. Clemens Forster möchte ich für die Möglichkeit
zur Promotion, die Überlassung des Themas, die durchweg kompetente
Betreuung und alle sehr hilfreichen Rat- und Korrekturvorschläge danken.
Ebenso danke ich Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. Hermann Handwerker für alle
Ideen und Ratschläge, die er in diese Studie eingebracht hat.
Bei Frau Verena Vierow möchte ich mich für die Einarbeitung in das
BrainVoyager-Programm, alle Unterstützung bei Auswerten dieser Studie
und ihr immer offenes Ohr bei Fragestellungen bedanken.
Frau Elisabeth Hartmann danke ich für die Einarbeitung in die Technik der
Applikatoren-Zubereitung.
Außerdem möchte ich mich bei der Klinikapotheke des Universitätsklinikums
Erlangen für die Zubereitung der Naltrexon- und Placebokapseln bedanken.
Der Abteilung für Neuroradiologie des Universitätsklinikum Erlangen unter
Herrn Prof. Dr. med. Arnd Dörfler danke ich für die Möglichkeit der MRT-
Nutzung.
An dieser Stelle möchte ich mich auch bei allen Probanden für ihre
Teilnahme an der Studie bedanken, ohne sie wäre diese Arbeit nicht möglich
gewesen.
Ganz besonders bedanke ich mich bei meiner Familie: Meinem Ehemann
Jonathan Vogelgsang, für seine Hilfe und seinen uneingeschränkten
Rückhalt, meinem Sohn Jeremias Vogelgsang, meinen Brüdern David,
Immanuel und Simon Schkade für die Durchsicht meiner Arbeit und meinen
Doktorarbeit Rebekka Vogelgsang 52
Eltern Uwe und Cornelia Schkade für alle Unterstützung während des
Studiums und der Promotionsarbeit.
top related