Arbeitsgruppe Boentert Spießhöfer

Fig. 1. Parameters measured during diaphragm ultrasound: diaphragm excursion during tidal breathing (A) and sniff maneuver (B); and diaphragm thickness at functional residual capacity (FRC) (C) and at total lung capacity (TLC) (D).
Fig. 1. Scheme of a representative motor evoked potential (MEP) and compound muscle action potential (CMAP) following supramaximal cortical and cervical stimulation.
Scheme of a representative MEP following supramaximal cortical [A] and cMAP following cervical [B] stimulation at functional residual capacity (FRC; left panels) and with inspiratory pressure trigger (-0.5 kPa) (right panels).
FIGURE 1 Representative trace showing transdiaphraghmatic pressure following cortical magnetic stimulation A and following cervical magnetic stimulation B (at functional residual capacity). AUC, area under the curve; t1/2, half time of recovery. Note: pressure values were converted from mmHg to cmH2O for the final analysis.
R Figure S1 Baroreceptor sensitivity in a healthy volunteer during normal breathing.
Baroreceptor reflex sensitivity (BRS) was measured by the sequence method. Increases or decreases in blood pressure (BP) of >5 mmHg were detected and correlated with reciprocal changes in heart rate (HR). The time-constant of this stimulus-response relationship is that this measure is primarily (particularly with respect to the up sequences) one of vagal responsiveness.

 

Im Rahmen einer Reihe von Projekten untersuchen wir die Pathophysiologie schlafbezogener Atmungsstörungen und Ihrer Therapie. Den konkreten klinischen Bezug bildet dabei immer die "Schlafapnoe" und Ihre "Masken-Therapie". Dabei kommen neben der Polysomnographie die nächtliche Erfassung des Blutdruckes, des kardialen Schlagvolumens, der Herzfrequenz, der Blutdruckvariabilität sowie der Barorezeptorreflexsensitivität zum Einsatz. Darüber hinaus ist die invasive, mikroneurographische Messung der Spontanentladungsrate des N. peroneus und damit die Erfassung der Muscle sympathetic nerve activity (MSNA) als Marker der Sympathikusaktivität im unserem Labor genauso möglich wie die Bestimmung des zentralen Atemantriebes mittel Messung der hyperkapnischen Atemantwort (HCVR). Wir untersuchen dabei mittels dieser Methodik kritisch die Effekte schlafbezogener Atmungsstörungen (zentrale Schlafapnoe, obstruktive Schlafapnoe und Hypoventilation in Folge von neuromuskulären Erkrankungen) sowie vor allem Ihrer Therapie mittels verschiedener Verfahren der Druckunterstützung oder nicht-invasiven Beatmung. Dabei sind unsere Experimente so konzipiert, dass sie die Voraussetzung für innovative klinische Studien bilden.

Aktuelle Forschungsprojekte

  • Prävalenz und pathophysiologische Determinanten schlafbezogener Atmungsstörungen bei Patienten mit (Nizza Klasse I) pulmonal-arterieller Hypertonie
  • Effekte eines simulierten Cheyne-Stokes-Atemmusters auf die Herz- und Kreislauffunktion bei Patienten mit rechtsventrikulärer oder linksventrikulärer Dysfunktion
  • Kurzfristige Effekte von adaptiver Servoventilation und CPAP bei Patienten mit zentraler Schlafapnoe und Cheyne-Stokes-Atmung
  • Effekte einer Nasal-High-Flow Therapie bei Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen und Einschränkung der Atemmuskelkraft
  • Kurzfristige Effekte einer Nasal-High Flow Therapie bei Patienten mit pulmonal-arterieller Hypertonie


Pathophysiologie der Atemmuskelkraft ("hyperkapnisches Atemversagen")

Bei vielen neuromuskulären Erkrankungen (NME) nehmen schlafbezogene Atmungsstörungen (SBAS) vor allem in Form von der nächtlichen Hypoventilation eine herausragende Rolle ein, die sowohl für die individuelle Krankheitslast als auch für die Lebenserwartung wesentlich ist. Den konkreten klinischen Bezug bildet dabei hier immer das chronische und aktute hyperkapnische Atemversagen.

Beispielhaft sind hier die Amytrophe Lateralsklerose, die Dystrophinopathien, die myotone Dystrophie Typ 1,  die Gliedergürteldystrophie Typ 2I und der M. Pompe zu nennen. Die kardiorespiratorische Polysomnographie in Verbindung mit einem nächtlichen transkutanen CO2-Monitoring stellt den diagnostischen Goldstandard zur Detektion einer schlafbezogenen Hypoventilation dar. Diese Diagnostik ist aufwändig, kostenintensiv und auch in Industrieländern häufig oft weder kurzfristig noch wohnortnah verfügbar. Medizinisch und ökonomisch sinnvoll ist in der neurologischen Grundversorgung von NME-Patienten daher neben der schlaf- und atmungsmedizinischen Anamnese die Messung der Atemmuskelkraft im Sinne eines regelmäßigen Screenings, um die Notwendigkeit einer weiterführenden Diagnostik im Schlaflabor abschätzen zu können. Diagnostische Methoden zur Erkennung der Atemmuskelschwäche lassen sich einteilen in mitarbeitsabhängige (volitionale) und mitarbeitsunabhängige (nicht-volitionale) Verfahren. Die volitionale Bestimmung der FVC und des maximalen in- und exspiratorischen Drucks (MIP bzw. MEP) wirft das Problem auf, dass in der Regel nur (hoch-)normale Werte eine klinisch relevante Atemmuskelschwäche mit hoher Wahrscheinlichkeit ausschließen können. Werte unterhalb eines nicht pathologischen Grenzwertes bereiten dagegen häufig Schwierigkeiten in der Interpretation. Daher werden in unserer Arbeitsgruppe nicht-volitionale Verfahren zur Messung der Atemmuskelkraft und Zwerchfellfunktion umfassend eingesetzt und evaluiert. Hierzu zählen die sonographische Untersuchung des Zwerchfells, die zervikale und kortikale Magnetstimulation der Nn. phrenici mit Ableitung der transdiaphragmalen Druckunterschiede (pDIs) mittels Ballonkatheter sowie die Aufzeichnung der resultierenden Muskelaktionssummenpotenziale (cMAPs). Von der systematischen und standartisierten Anwendung dieser Methoden erhoffen wir uns dabei auch die bei den o.g. neuromuskulären Erkrankungen sowie der COPD (s.u.) mitunter sehr verschiedenen Signalwege (von der kortikalen Aktivierung des Zwerchfelles über die zentrale und periphere Leitung bis hin zur Zwerchfellkontraktion selbst) hinsichtlich Ihres Beitrages zum hyperkapnischen Atemversagen pathophysiologisch für die verschiedenen Erkrankungen zu evaluieren. Dabei sind auch diese Experimente so konzipiert, dass sie die Voraussetzung für innovative klinische Studien bilden.

Aktuelle Forschungsprojekte

  • Pathophysiologie der Lungenfunktionseinschränkung und damit Dyspnoe bei Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen mit Befall der Atemmuskelkraft
  • Pathophysiologie der Lungenfunktionseinschränkung und damit Dyspnoe bei Patienten mit pneumologischen Grunderkrankungen (hier vor allem die COPD in Kooperation mit unserem Tochter-Labor am Bethanien Krankenhaus in Solingen)
  • Pathophysiologie der Lungenfunktionseinschränkung und damit (möglicherweise) Dyspnoe bei Patienten mit Herzinsuffizienz unterschiedlicher Entität

 

Ausgewählte Publikationen

Heidbreder A, Spießhöfer J, Stypmann J, Boentert M, Young P, Duning T. Microstructural cerebral lesions are associated with the severity of central sleep apnea with Cheyne-Stokes-respiration in heart failure and are modified by PAP-therapy. Respir Physiol Neurobiol. 2018;247: 181-187.

Heidbreder A, Suttrup I, Boentert M, Okegwo A, Warnecke T, Young P, Young P. Differentiated treatment of sleep-disordered breathing in Parkinsons disease. J Sleep Res. 2012;21 1: 175-175

Kleffner I, Schirmacher A, Gess B, Boentert M, Young P, Young P. Four novel mutations of the myelin protein zero gene presenting as a mild and late-onset polyneuropathy. J Neurol. 2010;257(11): 1864-8

Boentert M, Dziewas R, Heidbreder A, Happe S, Kleffner I, Evers S, Young P, Young P. Fatigue, reduced sleep quality and restless legs syndrome in Charcot-Marie-Tooth disease: a web-based survey. J Neurol. 2010;257(4): 646-52.

Boentert M, Kraus J, Kloska S, Dittrich R, Nabavi DG, Niederstadt T, Ringelstein EB, Kiefer R. Obliterating intracranial vasculopathy mimicking multiple sclerosis. Acta Neurol Scand. 2009;120(1): 68-71.

Boentert M, Dziewas R, Heidbreder A, Young P.  Fatigue, sleep quality and restless legs syndrome in Charcot-Marie-Tooth Disease. J Peripher Nerv Syst. 2009;14 Suppl. : 18-18.

Dziewas R, Waldmann N, Boentert M, Hor H, Müller T, Okegwo A, Ringelstein EB, Young P, Young P. Increased prevalence of obstructive sleep apnoea in patients with Charcot-Marie-Tooth disease: a case control study. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008;79(7): 829-31.

Atanasoski S, Boentert M, De Ventura L, Pohl H, Baranek C, Beier K, Young P, Young P, Barbacid M, Suter U. Postnatal Schwann cell proliferation but not myelination is strictly and uniquely dependent on cyclin-dependent kinase 4 (cdk4). Mol Cell Neurosci. 2008;37(3): 519-27

 

Die vollständige Literaturliste von Priv.-Doz. Dr. med. Matthias Boentert bei pubmed (Link)
Die vollständige Literaturliste von Dr. med. Jens Spiesshoefer bei pubmed (Link)

Auszeichnungen

Die Mitarbeiter der AG haben in den letzten Jahren folgende Auszeichnungen erhalten:

  • Poster-Preis der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie 2018 (cand. med. Simon Peter Klose; Dr. med. Jens Spiesshoefer)
  • Auslandsreisekosten-Förderung durch die Studienstiftung des deutschen Volkes (Spiesshoefer)

 

Förderung

  • Else-Kröner-Fresenius-Stiftung (Spießhöfer)
  • Programm "Innovative Medizinische Forschung" (IMF) der Medizinischen Fakultät Münster
  • Industrie

 

Kooperationen

UKM-intern

  • Prof. Dr. Dr. Gerhard-Paul Diller, Klinik für Kardiologie
  • PD Dr. Michael Mohr, Medizinische Klinik A
  • PD Dr. Lars Henning Schmidt, Medizinische Klinik A
  • Univ.-Prof. Dr. med. Ali Yilmaz, Klinik für Kardiologie I
  • PD Dr. med. Izabela Tuleta, Klinik für Kardiologie I
  • Christian Pogoda, Klinik für Kardiologie I

 

extern

  • Professor Michele Emdin, Director of Dept. of Cardiology and School of Advanced Studies at Fondazione Toscana G. Monasterio Pisa and Institute of Life Sciences at Sant Anna School of Advanced Studies Pisa, Pisa
  • Dr. Alberto Giannoni, Dept. of Cardiology and School of Advanced Studies at Fondazione Toscana G. Monasterio Pisa and Institute of Life Sciences at Sant Anna School of Advanced Studies Pisa, Pisa
  • Dr. Rosa Maria Bruno, Department of Clinical and Experimental Medicine at Fondazione Toscana G. Monasterio, University of Pisa and Sant Anna School of Advanced Studies, Pisa
  • Prof. Dr. med. Michael Arzt, Schlafmedizinisches Zentrum der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin II Universitätsklinikum Regensburg, Regensburg
  • Prof. Dr. med. Winfried J. Randerath, Krankenhaus Bethanien, Klinik für Pneumologie und Allergologie und Institut für Pneumologie an der Universität zu Köln, Solingen
  • Prof. Dr. med. Olaf Oldenburg, Clemens-Hospital Münster, Klink für Kardiologie, Münster
  • PD Dr. med. Ralf Westenfeld, Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie, Düsseldorf
  • Univ.-Prof. Dr. med. Michael Dreher, Universitätsklinikum Aachen, Medizinische Klinik A
  • Prof. Dr. med. Hans Joachim Kabitz, Klinik für Pneumologie, Kardiologie und internistische Intensivmedizin, Klinikum Konstanz