Biomagnetische Untersuchungen zum Verlauf fetaler autonomer und zentralnervöser Reifung und dessen Störung durch Intrauterine Wachstumsrestriktion (IUGR) und Glucocorticoidgabe
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Pränatale Stressoren beeinflussen nicht nur die aktuelle fetale Reifung sondern auch die spätere autonome und zentralnervöse Funktion gemäß dem hochaktuellen Konzept der „fetalen Programmierung“. Eine daraus resultierende erhöhte kardiovaskuläre und neuropsychiatrische Morbidität im Alter ist somit eine hochrelevante gesundheitspolitische Fragestellung. Die fetale Magnetokardiographie und -enzephalographie ermöglichen potentiell die Einschätzung der autonomen und zentralnervösen Funktion des Kindes in utero während des letzten Drittels der Schwangerschaft und damit die frühzeitige Erkennung solcher folgenreichen Entwicklungsstörungen. Hauptziel des Vorhabens war eine simultane longitudinale Verlaufsuntersuchung der Reifung des fetalen autonomen Nervensystems unter Berücksichtigung der fetalen Aktivitätszustände und der kortikalen Stimulusprozessierung unter physiologischen Bedingungen im Vergleich zur akuten und längerfristigen Wirkung klinisch indizierter Gaben synthetischer Glucocorticoide (GC) zur Lungenreifeinduktion bei drohender Frühgeburt und die Frage nach Abweichungen von der normalen Entwicklung unter den Bedingungen der intrauterinen Wachstumsrestriktion. Die physiologische Reifung der Aktivität des autonomen Nervensystems unter Berücksichtigung der fetalen Aktivitätszustände konnte anhand verschiedener linearer und nichtlinearer Parameter der Herzfrequenzvariabilität (HRV) präzise beschrieben werden. GC Gabe führte neben einer akuten Einschränkung der aus der HRV ablesbaren sympathischen Regulationsfähigkeit auch nach einer Woche zu veränderten komplexen Regulationen, die insbesondere bei der frühen Gabe auf eine anhaltende Suppression der humoralen Stressachse hinweisen. Die physiologische Reifung der kortikalen Verarbeitung zeigte sich in abnehmenden Latenzzeiten der auditiv evozierten Hirnfelder unabhängig vom Verhaltenszustand. Eine Woche nach GC Exposition gibt es Hinweise auf eine anhaltende Latenzzeitverkürzung. Die psychomotorische Entwicklung der Einjährigen (Bayley Tests) zeigten in allen fünf Bereichen keine signifikanten Unterschiede zwischen der Gruppe der Kinder mit pränataler Glucocorticoid-Gabe und der Kontrollgruppe. Es kann geschlussfolgert werden, dass insbesondere die Methodik der fetalen Magnetokardiographie in Verbindung mit einer komplexen HRV Analyse in der Lage ist, stressinduzierte fetale Entwicklungsstörungen mit der Konsequenz erhöhter Morbidität im späteren Leben, frühzeitig nichtinvasiv zu erkennen. Aus einem dementsprechenden pränatalen Monitoring könnten frühzeitige prophylaktische und therapeutische Empfehlungen schon während der Schwangerschaft abgeleitet werden, die über den Mechanismus der fetalen Programmierung benefiziell das spätere Leben beeinflussen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Human fetal heart rate variability-characteristics of autonomic regulation in the third trimester of gestation," J Perinat Med, vol. 36, pp. 433-441, 2008
U. Schneider, B. Frank, A. Fiedler, C. Kaehler, D. Hoyer, M. Liehr, J. Haueisen, and E. Schleussner
- "Fetal heart rate variability reveals differential dynamics in the intrauterine development of the sympathetic and parasympathetic branches of the autonomic nervous system," Physiol Meas, vol. 30, pp. 215-26, Feb 2009
U. Schneider, E. Schleussner, A. Fiedler, S. Jaekel, M. Liehr, J. Haueisen, and D. Hoyer
- "Heart rate features in fetal behavioural states," Early Hum Dev, vol. 85, pp. 131-5, Feb 2009
S. Lange, P. Van Leeuwen, U. Schneider, B. Frank, D. Hoyer, D. Geue, and D. Gronemeyer
- "Indices of fetal development derived from heart rate patterns," Early Hum Dev, vol. 85, pp. 379-86, Jun 2009
D. Hoyer, E. Heinicke, S. Jaekel, F. Tetschke, D. Di Pietro Paolo, J. Haueisen, E. Schleusner, and U. Schneider
- "Multiscale, multiorgan and multivariate complexity analyses of cardiovascular regulation," Philos Transact A Math Phys Eng Sci, vol. 367, pp. 1337-58, Apr 13, 2009
S. Cerutti, D. Hoyer, and A. Voss
- "Nonlinear properties of vagal and sympathetic modulations of heart rate variability in ovine fetus near term," Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, vol. 296, pp. R702-7, Mar 2009
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- "The effect of antenatal steroid treatment on fetal autonomic heart rate regulation revealed by fetal magnetocardiography (fMCG)," Early Hum Dev, vol. 86, pp. 319-25, May 2010
U. Schneider, A. Fiedler, B. Schroder, S. Jaekel, A. Stacke, D. Hoyer, and E. Schleussner
- "Steroids that induce lung maturation acutely affect higher cortical function: a fetal magnetoencephalography study," Reproductive Sciences, vol. 18, pp. 99-106, Jan 2011
U. Schneider, C. Arnscheidt, M. Schwab, J. Haueisen, H. J. Seewald, and E. Schleussner
- "Validation of fetal auditory evoked cortical responses to enhance the assessment of early brain development using fetal MEG measurements," Physiological Measurement, vol. 32, pp. 1847-68, Nov 2011
L. Moraru, R. Sameni, U. Schneider, J. Haueisen, E. Schleussner, and D. Hoyer
- "Fetal development assessed by heart rate patterns-Time scales of complex autonomic control," Computers in Biology and Medicine, vol. 42, pp. 335-341, 2012
D. Hoyer, S. Nowack, S. Bauer, F. Tetschke, S. Ludwig, L. Moraru, A. Rudoph, U. Wallwitz, F. Jaenicke, J. Haueisen, E. Schleussner, and U. Schneider
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2011.05.003)
