Neurotisation

Die Neurotisation kann zweierlei Bedeutung haben: Unter dem Begriff der Neurotisation wird zum einen die Ausheilung eines geschädigten peripheren Nervs zusammengefasst. Zum anderen wird damit der chirurgische Transfer insbesondere peripherer Nerven in eine andere Zielstruktur beschrieben. Durch die Neurotisation sollen denervierte Muskel- bzw. Nervenzellen oder andere Organgewebe wieder nerval versorgt werden. Ist das Zielgebiet z.B. ein Muskel, wird die Neurotisation meist zur funktionellen Verbesserung nach Lähmungen einzelner peripherer Nerven durchgeführt, um die gelähmte Muskulatur wieder zu reaktivieren.^[1]

Denervierte Hautareale können durch traumatische (Unfälle), operative, infektiöse und weitere Ursachen, wie Minderdurchblutung, Autoimmunkrankheiten oder Tumorwachstum entstehen. Neben dem Gefühlsverlust ist häufig auch eine Dysfunktion des autonomen Nervensystems zu beobachten: nicht selten zeigen sich ein trockener Hautcharakter durch Ausfall der Schweiß- und Talgdrüsen, pathologische Rötungen sowie ein abnormales Haar- und Nagelwachstum. Wird ein intakter Nerv mit sensorischen und autonomen Faserqualitäten in das Hautareal eingebracht, können sich die Dysfunktionen zurückentwickeln. Bleibt das Gewebe hingegen über einen längeren Zeitraum denerviert, zeigt sich eine sog. "Atrophie", d. h. das entsprechende Gewebe verliert an Volumen, Zellzahl und insbesondere Funktionalität. Nach Ablauf bestimmter Zeitintervalle stellt sich die Atrophie als unumkehrbar (irreversibel) dar. 

In der Mikrochirurgie werden intakte benachbarte Nerven genutzt, um die Funktion ausgefallener (denervierter) Muskulatur wiederherzustellen. Meist sind nur geringe Anteile der Ersatznerven notwendig.

Man spricht von einem Nerventransfer, wenn Nervenäste an denervierte Muskelnerven oder aber direkt an die Muskulatur umgelagert werden. Sollen weiter entfernte Spenderverven zur Neurotisation genutzt werden, so können diese durch eine zusätzliche Entnahme von Nerventransplantaten (z. B. von Hautnerven am Unterschenkel) in das Zielgebiet "verlängert" werden. Dann spricht man von einer Neurotisation durch eine Nerventransplantation. Der Nerventransfer bzw. das Nerventransplantat hingegen können wiederum an Empfängernerven, z. B. des denervervierten Zielmuskels als "indirekte" Neurotisation oder aber auch direkt in den Muskel eingebracht werden. Werden Muskelgruppen im Gesicht zur Widerbelebung der Mimik neurotisiert, so spricht man von "fazialer Reanimation". Hierbei wird die Neurotisation folglich gezielt zur Wiederherstellung der Ausdrucksfähigkeit eingesetzt.

Die Dauer bis zum sichtbaren oder fühlbaren Erfolg der chirurgischen Neurotisation ist unterschiedlich und unter anderem von Anzahl der verfügbaren Nervenfasern (Axonkapazität), Durchblutung des Spendernervs und der umliegenden Strukturen, Innervationsstrecke, Zielgewebe und vielen weiteren Faktoren abhängig. Häufig setzt die Neurotisation nicht sprunghaft, sondern graduell ein und verbessert sich kontinuierlich bis zu einem Zeitpunkt von ca. zwei bis drei Jahren nach dem Eingriff.

Im Jahr 1908 führte Viktor von Hacker (1852 – 1933) die erste erfolgreiche direkte Neurotisation bei einer elfjährigen Patientin durch. Dabei verlagerte er einen Teil des N. accessorius (XI. Hirnnerv) in einen Muskel im Nackenbereich (Trapezmuskel; M. trapezius).^[2]

Steindler wurde an einem Hund und durch Erlacher führten 1915 an einem Hund bzw. einer Ratte direkte Neurotisationen durch und stellten fest, dass sich die ehemals denervierte Muskeln nun wieder kontrahieren konnten.^[3] Aitken, der an Hasen forschte und auch Nerven direkt die Muskulatur einnähte, gelangte 1950 zu dem Schluss, dass durch die Neurotisation ebenfalls neue motorische Endplatten gebildet werden.^[4] Denn entgegen seiner Erwartung, nur Muskulatur direkt um das angelagerte Nervenende herum ließe sich reaktivieren, beobachtete er, dass sich auch in umliegenden Arealen der Muskulatur Kontraktionen zeigten. 

Sorbie und Porter kamen 1969 nach weiteren Versuchen am Hund zu der Erkenntnis, dass sich durch die direkte Neurotisation am M. flexor carpi radialis (ein Unterarmmuskel), die Funktionalität des Muskels in 44% bis 95% der Fälle wiederherstellen ließ.^[05] Die Erfolgsrate war abhängig von der Zeitspanne zwischen Denervation und Neurotisation sowie der Anzahl an motorischen Nervenfasern des eingepflanzten Nervens. Umgekehrt zeigte sich, dass je länger ein Muskel denerviert war, desto weiter schritt die Atrophie fort, bis er letztendlich vollständig zu Fettgewebe umgewandelt wurde. Je mehr Nervenfasern wiederum vorhanden waren, umso höher war die Leitfähigkeit. Im Jahr 1970 führten Scaramella und Smith die erste Fazialisanastomose durch eine Verbindung des N. Hypoglossus (XII. Hirnnerv) mit dem denervierten Fazialisnerven durch und neurotisierten somit die mimische Muskulatur.^[6] Brunelli gelang es 1976 schließlich nachzuweisen, dass nach einer direkten Neurotisation auch in aneuralen Muskelanteilen, d. h. Arealen ohne direkten Nervenkontakt, neue motorische Endplatten entstanden waren.^[7]

Eine direkte Verbindung von Nerv zu Nerv mikrochirurgisch herzustellen, ist nur in Fällen geringer Schädigung beider Nervenenden sinnvoll; bspw. bei glatter Durchtrennung der Nervenbahn und einer kurzen Läsionsstrecke. Die Neurotisation kann dabei "End-to-end" (ETE) oder "End-to-side" (ETS) erfolgen. Bei ersterem werden der geschädigte Nerv und ein Spendernerv (meist unter dem Operationsmikroskop) an Ihren Enden zusammengefügt. Bei letzterem wird der körperferne Stumpf eines geschädigten Nervs seitlich an einen (Spender-) Nerven angeschlossen (s. Abb. 1). Eine Verbindung von Nerven durch eine Nervennaht wird auch Neurorrhapie genannt Für das sog. "size missmatch", d. h. bei unterschiedlichen Durchmessern der zu verbindenden Nerven, scheint eine ETE-Anlagerung geeignet. Denn dadurch bilden sich zu einem früheren Zeitpunkt dickere Axone (Nervenfasern) aus.^[8]

Im Rahmen der Primärversorgung von Verletzungen oder Tumoroperationen kann die ETS-Variante angewendet werden.^[9] Der Anschluss kann dabei eventuell auch ohne Nervennaht mittels Spezialkleber erfolgen. Allerdings beeinträchtigt dies den Durchmesser auswachsender Nervenfasern.^[10] Demgegenüber begünstigt ein 1 und 5 mm großes Fenster in der äußersten Nervenhülle die Nervenregeneration. Nachteilig bei der ETS-Nervenanlagerung könnte sich die andersartige Funktion des benachbarten Nervens auf das Zielgewebe, z.B. die Muskelansteuerung, auswirken.

Ist die Lücke zwischen beiden Nervenstümpfen zu groß, wird ein Transplantat zur Überbrückung benötigt. Ein Beispiel für eine Nerventransplantation ist die Cross-face-Nerv-Methode, wobei der Gesichtsnerv der nichtbetroffenen Seite in die gelähmte Gesichtshälfte verlängert wird. U. a. werden bei dieser Prozedur Nervenstransplantate aus den Unterschenkeln an Nervenäste denervierter Muskeln angeschlossen.

Bei dieser Art der Neurotisation wird ein funktionierender Nerv direkt an bzw. in einen Muskel verlagert. Dazu wird der periphere Nerv nach dem sogenannten Brunelli-Verfahren unter dem Operationsmikroskop in möglichst viele Faszikel aufgetrennt.^[11] Die einzelnen Faszikel werden großflächig am denervierten Muskel durch separate Einschnitte in das Epimysium (Hüllschicht zwischen Faszie und Muskulatur) eingeflochten und durch feine Nähte fixiert. Die "direkte Neurotisation" (Nerve-to-muscle-neurotization; NTM) kann grundsätzlich am gesamten Körper durchgeführt werden.^[12] Sie kann auch bei Schädigung auf Höhe der motorischen Endplatte angewendet werden. Auch bei einem "size missmatch" kann die NTM-Neurotisation Abhilfe schaffen, indem der zu große Spendernerv in zwei Segmente aufgeteilt wird.^[13] Ein Abschnitt bleibt für die "direkte Neurotisation" reserviert, während der andere End-zu-End an den Muskelnerv angeschlossen (koaptiert) wird.^[14]

Eine direkte Neurotisierung ist dann erfolgreich, wenn motorische Endplatten ausgebildet werden und somit der Muskel wieder mit elektrischen Impulsen versorgt wird. Hierdurch können Tonus (Grundspannung der Muskelzellen) und Kontraktilität (Fähigkeit zur Muskelverkürzung) zurückkehren. Fehlen in der Fazialisnervenrekonstruktion anschließbare Empfängernerven, liegen jedoch reinnervierbare Gesichtsmuskeln vor, so können diese über dieses Verfahren auch direkt reanimiert werden.

Bei lang bestehender Läsion und fehlenden Aktivitätszeichen in der Elektromyographie (EMG) ist diese Technik kontraindiziert.

Auch kann eine Nervenanlagerung "Nerve-to-skin" erfolgen. Dabei wird ein intakter Nerv mit sensorischen und autonomen Qualitäten in ein denerviertes Hautareal eingebracht. Denervierte Hautareale können durch traumatische (Unfälle), operative, infektiöse und weitere Ursachen, wie Minderdurchblutung, Autoimmunkrankheiten oder Tumorwachstum entstehen. Neben dem Gefühlsverlust ist häufig auch eine Fehlfunktion des autonomen Nervensystems zu beobachten: Nicht selten zeigen sich ein trockener Hautcharakter durch Ausfall der Schweiß- und Talgdrüsen, pathologische Rötungen, ein anormales Haar- und Nagelwachstum. Bei Eingriffen im Gesicht wie etwa Straffungsoperationen oder fazialen Reanimationen ist dieses Phänomen gut zu beobachten.^[15,16] Im Rahmen derer wird die Gesichtshaut von ihrer aus der Tiefe einstrahlenden nervalen Versorgung operationsbedingt gelöst. Hierdurch kommt es zunächst für einige Wochen zu einer Beeinträchtigung des Gefühls im Wangenbereich, bis nach und nach die Reinnervation des Gefühlsnerven (N. trigeminus) in die Haut vollzogen ist und die Hautempfindung zurückkehrt. Besonders eindrücklich lässt sich die Nerv-zu-Haut-Neurotisation bei Gesichtstransplantationen beobachten.

Darüber hinaus ist auch eine "Skin-to-skin"-Neurotisation möglich. Hierfür werden nach Verletzungen der Haut die Hautränder, bspw. durch Wundnähte, wieder aneinandergelegt, d. h. adaptiert. Neben Gefäßen sprossen auch feinste Hautnerven der innervierten Hautregion in das denervierte Hautareal ein. Das sensorische Empfinden wie auch autonome Nervenqualitäten regenerieren sich in dem ehemals denervierten Hautareal wieder.^[17] Das autonome Nervensystem reguliert die Funktion etwa von Schweiß- und Talgdrüsen, Haarfollikeln, Speichel- und Tränendrüsen.

Im Gesicht ist bspw. zu erkennen, dass nach dem operativen Zugang zur Rekonstruktion der Gesichtslähmung mit einer Schnittführung vor dem Ohr und im haartragenden Bereich, die innervierte Haut im Schläfenbereich die angrenzende, zunächst denervierte Haut der Wange langsam wieder mit Gefühl versorgt.

Die Neurotisation ist auch von "Muskel-zu-Muskel" möglich. Die Variante ist ähnlich der zur "Nerv zu Muskel-Methode" zu betrachten, jedoch bildet hierbei ein funktionstüchtiger Muskel die Quelle neuronaler Versorgung für einen umliegenden denervierten Muskel. Dieser innervierte Muskel (meist aus der Umgebung des Läsionsortes) neurotisiert somit den benachbarten denervierten Muskel. Das Phänomen wurde bspw. auch bei Patienten mit einer inkompletten oder frühen Fazialisparese durch Labbé beschrieben, bei welchem ein Temporalis-(Schläfen)-Muskeltransfer ins Mittelgesicht der innervierte Temporalismuskel die (teil-)denverierte mimische Muskulatur im Mittelgesicht im Sinne einer "Muskel-zu-Muskel-Neurotisation" mit neuen nervalen Impulsen versorgen soll.^[18] Beobachtungen einer Muskel-zu-Muskel-Neurotisation stammen von Trojaborg, der bereits 1972 ein Phänomen der "Myoneurosierung'' zwischen dem M. massetericus (einem von vier Kaumuskeln) und den mimischen Gesichtsmuskeln dokumentierte.^[19] 1983 beschrieb Conley die neurotisierende Rolle des Massetermuskel-Transpositionslappens zwischen den fingerförmigen Ausläufern des Lappens und den mimischen Gesichtsmuskeln im Sinne einer Muskel-zu-Muskel-Neurotisation.^[20]

Bei letztgenannter erfolgt die Innervation wie bei der "Muskel-zu-Muskel"-Variante, aber zusätzlich mit einem zwischengeschalteten Nerventransplantat (Nerveninterponat).

Des Weiteren beobachteten Taupin und Labbé eine "Muskel-zu-Nerv"-Neurotisation.^[21] So konnte bei einer Patientin, deren Gesichtsnerv im Rahmen einer Operation an der Ohrspeicheldrüse (Glandula parotideus) geschädigt worden war, durch Einbringen des Fazialisnervs in den Kaumuskel (M. massetericus) ein Rückgewinn der mimischen Ausdrucksfähigkeit und eine verbesserte Ruhespannung (Ruhetonus) erzielt werden. 

Abschließend soll auf die Notwendigkeit zeitnaher Entscheidungen und ggf. Therapien hingewiesen werden. Denn mit fortdauernder Denervation und ausbleibender Reinnervation verschlechtert sich die Blut- und Nährstoffversorgung der betroffenen Muskulatur ebenso wie die Fähigkeit zur Synaptogenese, d. h. der Ausbildung von Schaltstellen zwischen Zellen.^[22,23] Der Muskel kann nachhaltig in seiner Funktion beeinträchtigt oder sogar vollständig funktionslos werden. Deshalb sollte gemäß dem "time-is-muscle"-Prinzip, bei Hinweisen auf eine ausbleibende Reinnervation und folglich einer ausbleibenden zeitgerechten Erholung der Muskelfunktion, oder aber deren anatomisch bedingten Unmöglichkeit bei fehlender Kontinuität des Fazialisnervens (z.B. nach Tumorresektion inklusive segmentalen Anteil des Fazialisnervens oder dessen Unteräste), frühzeitig die Indikation zur Neurotisation durch eine mikrochirurgische Operation gestellt werden.