Universität zu Köln

Maurer, Lisa Carolin (2026). Veränderungen der mikrovaskulären Architektur nach wiederholter Gehirnerschütterung in der subakuten und chronischen Phase im Mausmodell, Assoziation mit Neurodegeneration und Störungen der Blut-Hirn-Schranke und Intervention mittels Dexamethason. PhD thesis, Universität zu Köln.

PDF (Monographie) Dissertation_Concussion_25JUN2026.pdf - Accepted Version Download (4MB)

Abstract

Weltweit erleiden 50-60 Millionen Menschen pro Jahr ein Schädel-Hirn-Trauma (SHT), hiervon werden 90% als leichtes SHT, auch als „Gehirnerschütterung“ bezeichnet, eingestuft. Während sich die meisten Betroffenen innerhalb weniger Wochen von ihrer Verletzung erholen, ist ein gewisser Anteil der Betroffenen jedoch Wochen und Monate später nicht von der Verletzung genesen und zeigt langandauernde Beeinträchtigungen. Besonders repetitive Gehirnerschütterungen werden mit der neurodegenerativen Erkrankung chronisch-traumatische Enzephalopathie (CTE) in Verbindung gebracht. Die Pathophysiologie der CTE ist noch nicht vollständig verstanden und Gegenstand aktueller Forschungsbestrebungen. Diskutiert werden anhaltende Störungen der Blut-Hirn-Schranke und des glymphatischen Systems als potenzielle Mechanismen der Krankheitsentstehung nach wiederholten traumatischen Hirnschädigungen. Um die Pathophysiologie der sekundären Neurodegeneration nach repetitiver Gehirnerschütterung zu untersuchen, bedienten wir uns des in der Arbeitsgruppe etablierten Closed-Head-Impact-Modells. Hierzu wurden männliche C56Bl/6J-Mäuse entweder einmalig oder mehrfach, letzteres wiederum nieder- und hochfrequent, einer Gehirnerschütterung unterworfen und zum subakuten (1 Woche; n = 18) und chronischen (3 Monate; n = 34) Zeitpunkt ex vivo immunhistochemisch untersucht. Hier dienten Aquaporin-4 und GFAP als Marker für mikrovaskuläre Veränderungen sowie Beeinträchtigungen des glymphatischen Systems, das Immunglobulin G-Extravasat sowie das Tight-Junction-Proteins Zonula Occludens-1 als Surrogat einer Blut-Hirn-Schrankenstörung, und phosphoryliertes Tau-Protein als Marker für neurodegenerative Veränderungen. In einem weiteren Versuchsteil erfolgte die präventive Gabe von Dexamethason zur Stabilisierung der Blut-Hirn-Schranke über 10 Tage im Vergleich zu einem verabreichten Placebo. Mikrovaskuläre Veränderungen wurden anhand der Gefäßbedeckung (engl. „Coverage“) durch Aquaporin-4 und GFAP als Parameter für die Bedeckung der Gefäße durch astrozytäre Endfüße ermittelt. Zur Charakterisierung des glymphatischen Systems erfolgte die Untersuchung und Quantifizierung der Auqaporin-4-Polarisation. Zum chronischen Zeitpunkt, 82 Tage nach Gehirnerschütterung, konnten signifikante Veränderungen der Aquaporin-4- und der GFAP-Coverage der zerebralen Gefäße im Thalamus in den hochfrequent traumatisierten Tieren dargestellt werden. In der subakuten Phase, 7 Tage nach dem Trauma, zeigte diese Gruppe einen Trend zu einer Erhöhung der Aquaporin-4-Coverage im Thalamus. In der mit Dexamethason behandelten Gruppe zeigte sich ein Trend zur Erhöhung der kortikalen undhippocampalen Aquaporin-4-, sowie der kortikalen GFAP-Coverage im Vergleich zu der Placebo-behandelten Kontrollgruppe. Zusammenfassend konnte im vorliegenden Versuchsvorhaben eine chronische Störung der mikrovaskulären Architektur im Thalamus nach hochfrequenter Gehirnerschütterung nachgewiesen werden. Der Nachweis eines statistischen Zusammenhangs der mikrovaskulären Veränderungen mit dem vermehrten Auftreten einer Blut-Hirn-Schranken-Störung und neurodegenerativen Marker konnte allerdings nicht erbracht werden. Die vorliegenden Ergebnisse machen ein multifaktorielles Geschehen wahrscheinlich und dienen als Grundlage zukünftiger Forschungsvorhaben.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Maurer, Lisa Carolin lcmaurer@t-online.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-805843
Date:	2026
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Neurologie > Klinik und Poliklinik für Neurologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Schädel-Hirn-Trauma UNSPECIFIED Neurodegeneration UNSPECIFIED Blut-Hirn-Schranke UNSPECIFIED Glymphatisches System UNSPECIFIED Immunhistochemie UNSPECIFIED Gehirnerschütterung UNSPECIFIED Dexamethason UNSPECIFIED
Date of oral exam:	21 May 2026
Referee:	Name Academic Title Rüger, Maria Adele Universitätsprofessorin Dr. med. Dr. nat. med. Montesinos-Rongen, Manuel Professor Dr. rer. nat.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80584