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[font=TimesNewRoman,BoldItalic]
Wann steigt S-100 an?
[/font]Bei BHS-Schäden wird S-100 im Liquor und im Blut freigesetzt. Im Blut hat es eine biologische
Halbwertszeit von 20 bis 30 Minuten und wird vorwiegend renal ausgeschieden. Zehn S-100-Gene liegen
auf dem Chromosom 1q21.
Melanomzellen exprimieren S-100 a. Deren Konzentration im Blut korreliert positiv mit der
Metastasenzahl und der Aggressivität des Tumorgeschehens sowie negativ mit der Prognose. Auch bei
neuronalen Tumoren wie Neurofibromatose, Gliomen, Sarkomen, Mamartromen, Karzinoiden, Schwann-
und Glomustumoren finden sich erhöhte S-100-Werte. Immunreaktionen gegen S-100 zeigen die
Adenohypophyse, Riesenmakrophagen und Lymphozyten, Langerhans-Zellen der Haut und die Testes.
In zahlreichen Studien wurde S-100 nach herzchirurgischen Eingriffen untersucht. Für bleibende
postoperative Hirnleistungsdefizite wurden Schädigungen der Bluthirnschranke verantwortlich gemacht.
Auslösend sind Reperfusionssyndrome mit Bildung von Superoxidanionen nach Hypoxien. Je länger der
Herzstillstand andauerte und je älter die Patienten waren, desto höher lag der S-100-Wert und um so
ausgeprägter waren die irreversiblen Hirnfunktionsstörungen. 24 Stunden postoperativ lagen die S-100-
Werte zwischen 0,22 bis 2,4 µg/L.
Hirntraumata - auch scheinbar geringe - können BHS-Störungen auslösen. Nach Traumatisierung fällt
S- 100 zwar rasch wieder in den Normbereich ab, doch kommt dem erhöhten posttraumatischen S-100-
Wert eine prognostische, prädikative Bedeutung zu. Erhöhte S-100-Spiegel korrelieren mit lang
anhaltenden neurokognitiven Defiziten.
[font=TimesNewRoman,BoldItalic]Schadstoffgemische besonders gefährlich
[/font]Nach vielen äußeren Einflüssen wie Hirnhypoxien, Entzündungen und Reperfusionen kann der S-100-Wert
ansteigen - so auch bei Xenobiotika wie lipophilen Lösemitteln und Bioziden, insbesondere bei Mischexpositionen.
Verstärkt wird deren Wirkung, da sie auch in vivo Radikale generieren. Chlorierte Kohlenwasserstoffe induzieren
irreversible Astroglialzellproliferationen auch nach Expositionsende und nachdem die neurotoxischen Symptome
abgeklungen sind. Die Zellen proliferieren im Hirn regional unterschiedlich: unter Xylolexposition im frontalen
Kortex, bei Tetra- und Trichlorethylen im Kleinhirn. Eine Ausnahme bildet n-Hexan. Die dadurch ausgelöste
periphere Polyneuropathie geht mit signifikanter Abnahme der neuronenspezifischen Enolase und des S-100 in den
peripheren Nerven einher. Reparaturprozesse dürften damit erloschen sein.
Die Befunde sind praxisrelevant. Gerade in neuen Gebäuden, Büros, Wohnungen finden sich sehr häufig
Schadstoffgemische, die Benzolderivate (Toluol, Xylol) und andere halogenierte Kohlenwasserstoffe enthalten.
Krankheiten mit S-100-Anstieg
Melanome
Reperfusionssyndrom
Himtrauma
Asphyxie, Hypoxie bei Neugeborenen
psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen und Schizophrenie
epileptische Anfälle
Trauma des Rückenmarkes (nicht jedoch des Lumbalplexus in Rattenversuchen)
apoplektischer Insult des Hirns
Guillan-Barré-Syndrom
entzündliche Polyneuropathien
AIDS-Encephalitis
amyotrophe Lateralsklerose
Alkoholismus
chronische dreimonatige Exposition (Wüstenspringmausversuche) zu Trichlorethylen, Trichlorethan, Tetrachlorethylen,
Dichlormethan, Xylol, Triethylzinn
Emissionsquellen sind oft großflächig verklebte Teppichböden, eventuell noch mit Fußbodenheizungen. Dabei geht
es nicht nur um das Sick-Building-Syndrom, bei dem in solchen Gebäuden Befindlichkeitsstörungen auftreten, die
nach Verlassen wieder abklingen. Nach derzeitigen Kenntnissen ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die
chronische Exposition gegenüber neurotoxischen Schadstoffgemischen selbst im Niedrigdosisbereich irreversible
Hirnschrankenstörungen und damit eine Multiple Chemikaliensensibilität auslösen kann, auch wenn die
neurotoxischen Symptome außerhalb der belasteten Gebäude abklingen.
[font=TimesNewRoman,BoldItalic]Bei Demenzerkrankungen bilden sich S-100-Antikörper
[/font]Bei chronisch hohen S-100-Konzentrationen steigt das Risiko für sich ausbildende S-100-Antikörper. Diese sind
nachweisbar bei seniler und Alzheimer-Demenz (sehr hoher Titer), manisch-depressiven Psychosen (deutlich
erhöhter Titer), Schizophrenie, paranoiden Erkrankungen, neurotischen Depressionen sowie bei Alkoholismus
(gering erhöhter Titer). Bei In-vitro-Versuchen ließen sich durch S-100-Autoantikörper Depolarisationen von
pyramidalen Neuronenmembranen und Synapsenblockaden auslösen. Klinisch kann sich eine neurale
Überempfindlichkeit ausbilden. Zwischen S-100, den Katecholaminen und der neurogenen Entzündung bestehen
Wechselwirkungen.
Eine präganglionäre Denervation des sympathischen Ganglion cervicale superior löst einen mehrwöchig
anhaltenden S-100-Anstieg aus. Ebenfalls kann eine Dopamin- oder Noradrenalin-Stimulation des gleichen
Ganglions die S-100-Konzentration erhöhen. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass bei posttraumatischen
Instabilitäten der Halswirbelsäule (HWS) mit cervico-cephalem Syndrom und rezidivierenden, nachts und tagsüber
auftretenden Sympathikusattacken pathologisch erhöhte S-100-Konzentrationen auftreten, die dann einen eigenen
pathogenetischen Krankheitswert darstellen. Chronisch rezidivierende Sympathikusattacken zerstören die
Hirnschranke.
Bei Neuroblastomzellen ist das S-100-Protein an den katecholaminhaltigen Nervenfasern lokalisiert. Beziehungen
zwischen dem neurogenen Entzündungspeptid Substanz P und S-100 wurden in Glomustumoren nachgewiesen.
Diese Nachbarschaft ist sinnvoll: Katecholamine werden bei Vitamin-C-Mangel zu toxischen o-Chinonen (Adreno-,
Dopa-, Noradrenochromen) umgewandelt. Sie wirken wie Substanz P am Ort der Freisetzung zelltoxisch. Hierin
liegt unter anderem auch die Bedrohlichkeit chronisch rezidivierender Sympathikusattacken bei cervico-cephalem
Syndrom begründet.
[font=TimesNewRoman,BoldItalic]S-100-Anstieg signalisiert ernste Hirnstörung
[/font]Konstant erhöhte oder chronisch rezidivierende hohe S-100-Spiegel können Autoantikörperbildungen,
Gliazellproliferationen, neurotoxische Schäden besonders im limbischen System (Hippocampus) sowie eine erhöhte
Hirnschrankendurchlässigkeit auslösen. Aufgrund der erhöhten Proliferationsraten steigt das Risiko für Tumoren
des Gliagewebes, aber auch des neuroendokrinen Gewebes. Ein S-100-Anstieg kann wahrscheinlich auch
neurogene Entzündungen über C-Nervenfasern mit gesteigerter Sekretion von Entzündungspeptiden wie Substanz P
auslösen. Da C-Nervenfasern sehr eng Mastzellen umgeben, liberieren sie Histaminausschüttungen, so dass
peripher am Endorgan Entzündungen und Histaminose gleichermaßen vorliegen. Die interstitielle Zystitis mit
imperativem Miktionsdrang und -schmerz Pollakis- und Hämaturie ist ja gerade durch den Nervenfaserreichtum und den
hohen Histamingehalt der Blasenschleimhaut mit Mastzellinfiltraten gekennzeichnet.
[font=TimesNewRoman,BoldItalic]Wann ist eine S-100-Analyse indiziert?
[/font][font=TimesNewRoman,Bold]Arbeits- und Umweltmedizin
[/font]Bei einer Exposition gegenüber neurotoxischen Lösemitteln, Schwermetallen, halogenierten Kohlenwasserstoffen, Insektiziden
und Pestiziden sollten Analysen erfolgen. Dies gilt für alle Berufsgruppen, die über zentral- und/oder periphernervöse Störungen
unter Xenobiotikaeinwirkungen klagen. Wegen der kurzen biologischen Halbwertszeit muss das Blut während der Exposition
oder kurz danach entnommen werden. Nur so lässt sich das Gefährdungspotenzial erkennen.
Beim Nachweis konstant oder rezidivierend erhöhter S-100-Werte müssen die Personen als krank bezeichnet werden. Grenzund
Richtwerte gelten für sie nicht mehr - ein wichtiger gutachterlicher Aspekt. Derartig hirngeschädigte Personen sind
außerdem suszeptibel gegenüber neurotoxischen Belastungen auch im Niedrigdosisbereich. Maßnahmen zur
Expositionsvermeidung oder Bestätigung des Erkrankungsbildes werden begründbar.
Zwei Milliliter Serum reichen für eine Analyse aus. Die Kosten liegen bei zirka 50 Euro; die Folgekosten einer
Enzephalo- und/oder Neuropathie liegen wesentlich höher.
[font=TimesNewRoman,Bold]Traumatologie
[/font]Bei allen traumatischen Einwirkungen auf den Kopf-, Hals-, und Oberkörperbereich sollte eine S-100-
Bestimmung, gegebenenfalls auch Verlaufskontrollen, erfolgen. Bildgebende statische Diagnostikmethoden wie
CT, MRT oder Röntgen zeigen nur strukturelle Schäden. Selbst rasch abfallende S-100-Werte besitzen einen
prädiktiven Wert. Auch leichte Traumatisierungen können zentralnervöse Dauerschäden auslösen - hierzu zählen
auch HWS-Schleuderungen, Stürze auf Steiß und Rücken. Sportler mit wiederkehrenden Traumata infolge eines
Stoßes oder Sturzes müssen untersucht werden, zum Beispiel Boxer, Ringer, Judoka, Geräteturner, Rad-,
Tracking- Ski- und Snowboardfahrer, Eiskunstläufer, Reiter, Fallschirmsportler. Neben medizinischen Aspekten
zu Diagnostik und Therapie verbessern sich auch Prognose und versicherungsrechtliche Fragen lassen sich
sicherer klären.
[font=TimesNewRoman,Bold]Innere Medizin, Neurologie und Psychiatrie
[/font]Generell erfordern alle neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen sowie kognibve Leistungseinbußen aus
Psychometrie-Testungen eine S-100-Bestimmung.
Eine Indikation zur S-100-Analyse besteht bei folgenden Erkrankungen: Enzephalopathien, Polyneuropathien
einschließlich Nervus-opticus-Erkrankungen, Schwermetallbelastungen, Alkoholismus, chronisch vegetative Erkrankungen
wie
Dyspepsien, Achalasien des Ösophagus, Sympathikusattacken, Reizblase, -darm, Kupfer-Speicherkrankheit,
Hämochromatose, Vitamin-B12-Mangelkrankheit, Porphyrie, Trisomie 21, neurogene Entzündung wie Fibromyalgie-
Syndrom, Migräne und Trigeminusneuralgien, unklare chronische Kopfschmerzsyndrome und chronische Insektizid-,
Herbizidexpositon.
Die Einbeziehung berufsbedingter Strahlenbelastungen in der Radiologie, in Forschungslabors, bei Piloten, Flugbegleitern und
Kernkraftwerkspersonal wäre zu diskutieren.
[font=TimesNewRoman,Bold]Radiologie
[/font]In der Diskussion um die Aussagefähigkeit von SPECT- und PET-Befunden wertet der Neurologe Prof. K. Poeck diese bei
Patienten mit HWS-Trauma als nicht valide. Seine Argumente stützen sich unter anderem auf eine Studie mit SPECT-, PET-
und MRT-Untersuchungen an 13 HWS-Schleudertrauma-Patienten. Als Kontrollgruppe dienten 14 Melanompatienten und vier
Studenten. Aber gerade Melanome exprimieren S-100 a und deren Konzentration gilt als Prognosefaktor. Auch wenn S-100 b
neurotoxischer wirkt, muss von den hohen Konzentrationen des S-100 a, das häufig im Mikrogrammbereich liegt,
ebenfalls eine neurotoxische Wirkung angenommen werden. Damit sind Melanompatienten als Kontrollgruppe
ungeeignet.
Poeck beruft sich auf eine zweite Studie, die zeigt, dass die SPECT-Befunde bei HWS-Patienten die gleichen seien
wie bei Patienten mit primären Depressionen. Aber auch Patienten mit Depressionen zeigen häufig erhöhte S-100-
Konzentrationen. Damit ist auch dieser Vergleich wissenschaftlich nicht haltbar - unabhängig davon, ob
Depressionen Ursache oder Folge von S-100-Erhöhungen sind. Patienten mit cervico-cephalem Syndrom können
infolge posttraumatischer HWS-Instabilität auch noch Jahre nach dem Traumaereignis erhöhte S-100-Werte
aufweisen. Für Gutachter diverser Fachgebiete, Krankenkassen und Versicherungsträger stand damit fest, dass
Hirnfunktonsstörungen mit PET- oder SPECT-Untersuchungen nicht belegbar wären - nur wurden drei Patientengruppen mit
neurotoxischen Hirnschrankenstörungen miteinander verglichen.
Literatur beim Verfasser
[font=TimesNewRoman,Bold]Korrespondenzadresse: [/font]Doz. Dr. Bodo Kuklinski, Diagnostik- und Therapiezentrum für Umwelterkrankungen, Wielandstr. 7, [font=TimesNewRoman,Bold]18055 [/font]Rostock, Tel.: 03814907470,
Fax: 0381 4907472
BODO KUKLINSKI, RAIMUND SCHIEFER,
HOLM BLEYER
11. Jahrgang, Heft 1/2003 Zeitschrift für Umweltmedizin