Exzitabilitätsuntersuchungen von Motoneuronen an Patienten mit benignem Faszikulations-Crampus-Syndrom und die Funktion von HCN-Kanälen

Excitability studies of motoneurons in patients with benign cramp fasciculation syndrome and the function of HCN channels

by Melanie Bathon
Doctoral thesis
Date of Examination:2016-02-15
Date of issue:2016-02-02
Advisor:Prof. Dr. Walter Paulus
Referee:Prof. Dr. Swen Hülsmann
Referee:Prof. Dr. Rainer Mausberg
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-5479

 

 

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Abstract

English

Background: The mechanisms responsible for the benign cramp fasciculation syndrome (BFCS) are still not clarified. For the first time threshold tracking was performed on a bigger amount of BFCS patients. Methods: Threshold tracking, which is a technique to measure axonal excitability of peripheral nerves in vivo, was performed on 18 patients suffering from BFCS and 15 healthy subjects. Results: The threshold electrotonus, the current/threshold relationship and the stimulus response curve showed the most significant results. Especially the threshold increase during the threshold electrotonus after subthreshold hyperpolarising currents set to be -40%, -70% and -100% of the control threshold current was significantly lower (p < 0,01). The current/threshold relationship showed in BFCS patients compared to the control group a much steeper curve for the hyperpolarising current (p < 0,05). Furthermore they needed a lower stimulus intensity to trigger 50% of the compound muscle action potential (p < 0,05). Conclusion: The measures of axonal excitability suggest a different expression or kinetic of HCN channels in patients suffering from BFCS and showed new evidence for the mechanisms responsible for this syndrome. For the first time there is evidence for a correlation between altered HCN channel function and the BFCS. Future studies should focus on increasing valuable data for this correlation.          
Keywords: muscle cramps, benign cramp fasciculation syndrome, threshold tracking

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Hintergrund: Der genaue Pathomechanismus zur Entstehung des benignen Faszikulations- Crampus-Syndrom ist nicht bekannt, und es wurde noch nie eine größere Anzahl dieser Patienten mittles des threshold trackings untersucht. Material und Methoden: 18 Patienten mit einem BFCS und 15 gesunde Probanden wurden mithilfe des threshold trackings, welches eine Methode zur Messung von Exzitabilitätsparametern von peripheren Nerven in vivo ist, untersucht und die Ergebnisse verglichen. Ergebnisse: Die stärksten Unterschiede zeigten sich im threshold electrotonus, der current/threshold relationship und der stimulus-response-curve. Im threshold electrotonus war insbesondere die Schwellenwertzunahme auf hyperpolarisierende Reize signifikant geringer bei einer Reizstärke von -40%, -70% und -100% des Kontrollimpulses (p < 0,01). Die current/threshold relationship war in hyperpolasierender Richtung bei den BFCS Patienten steiler als bei der gesunden Kontrollgruppe (p < 0,05). Außerdem benötigten sie eine deutlich geringere Reizintensität, um 50% des maximalen Summenaktionspotentials des Muskels auszulösen (p < 0,05). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse weisen auf eine veränderte Expression oder Kinetik der HCN-Kanäle an peripheren Nerven der Patienten mit einem BFCS hin und geben folglich neue Hinweise auf die Entstehung dieser Erkrankung. Da zum ersten Mal ein Zusammenhang zwischen der Veränderung der HCN-Kanäle und dem BFCS gezeigt werden konnte, sollten sich zukünftige Studien darauf konzentrieren, genauere Informationen über diese Pathologie zu erlangen.
Schlagwörter: Muskelkrämpfe, benignes Faszikulations-Crampus-Syndrom, Threshold tracking
 
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