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Steffen Tepel: Gehirnerschütterung! Alles wieder klar bei dir?

Gehirnerschütterungen im Sport und Spitzensport sowie ihre langfristigen Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit der Athleten rücken immer mehr in den Fokus der medialen Aufmerksamkeit und (glücklicherweise) der medizinischen Forschung. Als Risikosportarten sind natürlich Hochgeschwindigkeitsdisziplinen (wie z.B. Ski Alpin, Skispringen, Radsport, etc.) aber auch Kontakt- und Spielsportarten zu verzeichnen. Vor allem in der amerikanischen National Football League (NFL) und im US-Fußball wird aktuell viel über die Gefahren von Gehirnerschütterungen diskutiert. Nach einer Klagewelle hat sich die U.S. Soccer Federation sogar dazu entschieden das Kopfballspiel im Nachwuchsbereich zu verbieten.

Durch eine Gehirnerschütterung können Risse in der Integrität neuronaler Netzwerke auftreten und dadurch – auch nach vorgeschriebener Ruhigstellung – als Spätfolge langfristige Probleme in den bewegungssteuernden Systemen nach sich ziehen. Dabei können die Symptome fluktuieren: manche Phasen sind also beschwerdefrei, andere dagegen sehr symptombelastet. Ein Kernproblem ist, dass die meisten Gehirnerschütterungen kaum erkannt werden und somit Teil der Dunkelziffer bleiben.Dabei kann man davon ausgehen, dass ein Großteil aller Athleten quer durch die Sportlandschaft in ihrem Leben schon mindestens eine (teilweise nicht diagnostizierte) Gehirnerschütterung hatte. Die Frage hierbei ist: wieviel Risikopotential birgt eine solche Uraltverletzung langfristig?

Dieser Artikel beleuchtet die langfristigen Gefahren einer Gehirnerschütterung mit Blick auf die dahinterliegenden, ursächlichen neuronalen Verletzungen. Insbesondere beschäftigen wir uns hier natürlich mit der Frage wie aus Neuroathletischer Sicht diese Defizite wieder aufgearbeitet werden können, so dass eine sichere und erfolgreiche Rückkehr in den Spitzensport gewährleistet werden kann.

Was passiert bei einer Gehirnerschütterung eigentlich?

Wenn Gewalt auf den Kopf einwirkt, wird das Gehirn nach einem Moment der starken Beschleunigung von der Schädelbasis abrupt gestoppt; entweder ‚platzen‘ Gehirnzellen oder verbundene Teile des Gehirns werden mechanisch auseinandergerissen. Ein Sturz, ein Ball oder Pfosten oder Körperkontakt gegen den Kopf oder ein Schleudertrauma können Grund für diese Erschütterung sein. Meist gehen diese Unfälle im Sport mehr oder weniger glimpflich aus und der Athlet merkt im anfänglichen Schock bis auf leichte Kopf- und Nackenschmerzen nicht mal was davon. Das Gehirn hat keine Schmerzrezeptoren, was auch der Grund ist, weshalb zum Beispiel Schlaganfälle in der Regel nicht durch Kopfschmerzen auffallen. Erst wenn Funktionsausfälle zu vermelden sind, wird man argwöhnisch. Abhängig davon was nun im laufenden Match oder Training auf dem Spiel steht, wird meistens erstmal „weitergemacht“ und das Risiko einer weiteren Erschütterung oder Verletzung (durch eingeschränkte Reaktionsfähigkeit und Bewegungssteuerung) sowie langfristiger Hirnschäden steigt.

Physiologische und strukturelle Konsequenzen einer Gehirnerschütterung

Wenn Neuronen platzen geschieht dies meist in unmittelbarer Nähe zum Schädelknochen, am Kortex. Wenn das Gehirn mechanisch gegen den Hals beschleunigt wird, kann der weichere Teil des Gehirns gegenüber dem stabileren Hirnstamm bewegt werden. Je nachdem welche Areale in Mitleidenschaft gezogen werden, kann es deshalb unmittelbar zu visuellen Störungen (z.B. doppelt- oder unscharf sehen), Schwindel, auditiven oder kognitiven Problemen kommen.  Das Problem dabei: Unser Gehirn ist ein Meister der Kompensation, da es für die meisten wichtigen Funktionen Backup-Systeme hat. Das heißt es muss nicht zwingend sofort von außen wahrnehmbar sein, wenn ein Areal ausfällt. Sollten jedoch die beschriebenen Symptome auftreten, dann muss die Belastung schleunigst beendet werden, da dies bedeutet, dass „nicht mal mehr“ kompensiert werden kann. Die durch die Verletzung beschädigten Areale und ihre zugehörigen funktionellen neuronalen Vernetzungen werden also nach einer Hirnverletzung vorerst nicht mehr benutzt (während andere Areale übernehmen) und somit nach dem Gesetzt der Neuroplastizität nach und nach abgebaut. Nur durch geeignetes Training können sie wieder neuronal integriert werden. Genau dieses Phänomen der hypo-und hyperaktiven Hirnareale und Neuronenpools ist es, welches langfristige Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit des Athleten haben kann. Eingehende Informationen werden schlecht oder nur ungenügend verarbeitet, so dass der (motorische) Output ebenfalls eingeschränkt ist und den Anforderungen von Leistungssport nicht mehr gewachsen ist. Die Symptomatik ist hier sehr vielfältig, besonders häufig zu beobachten sind aber: Schlechte Augenmuskelkontrolle, Lichtempfindlichkeit, ungenügende Gleichgewichtsfunktion und verrückt spielende autonome Funktionen wie z.B. erhöhte Herzfrequenz oder Blutdruck.

Ein Beispiel: Der Athlet bemerkt ein Jahr nach einer Gehirnerschütterung, dass seine Herzfrequenz im Training noch immer zu hoch ist. Nach dem Training fühlt er sich abgeschlagen und müde. Wenn er draußen trainiert, ist er sehr lichtempfindlich. An schlechten Tagen kehrt immer mal wieder Kopfschmerz und Schwindel zurück und auch die Laune ist seit einiger Zeit im Keller. Die Symptome kommen und gehen.

Die Ursache wird hier mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit noch immer in der gestörten Hirnkonnektivität liegen. Eine hohe Herzfrequenz deutet auf veränderte Aktivität im Hirnstamm hin und die gesteigerte Lichtempfindlichkeit auf ein überaktives Mittelhirn.

Sofortmaßnahmen und die Akutphase

Das größte Risiko besteht darin, der Reparaturphase des Gehirns nicht genügend Zeit zu gewähren. Abhängig von der Schwere des Traumas sollten also einige Wochen bis Monate absolute Ruhe eingehalten werden. In dieser Phase ist es wichtig, dass das Gehirn des Athleten möglichst wenige Reize zu verarbeiten hat. Da das Zentralnervensystem jeden Reiz nach dem Schema ‚Input-Interpretation-Output‘ verarbeitet, sollte jeglicher Input (über das visuelle, vestibuläre, auditive und propriozeptive System) heruntergefahren werden. Das Gehirn ist in der Reparaturphase schlicht nicht in der Lage die ankommenden Reize zu verarbeiten und adäquat auf sie zu reagieren. Auch das Training der Augen und des Vestibularapparates sollte in dieser Phase noch nicht eingeleitet werden, da es sich hierbei um sehr starke neuronale Reize handelt. Lichtempfindlichkeit und Balanceprobleme deuten ja bereits auf Verarbeitungsprobleme innerhalb der neuronalen Systeme hin. Je mehr das Gehirn mit Trainingsstimuli sämtlicher Art überfordert wird, desto mehr schaltet sich das Alarmsystem hinzu. Im schlimmsten Fall wird das Gehirn bei chronischer Überforderung langfristig eine Art ‚Trainingsresistenz‘ entwickeln. Bei unzureichender Ruhigstellung kann unter Umständen das Gehirn im Zuge von Entzündungsprozessen anschwellen. Durch Schwindel und unsichere Bewegungsfähigkeit steigt dann außerdem das Risiko einer weiteren Gehirnerschütterung. Dieses „Second-Impact-Syndrom“ kann im schlimmsten Fall tödlich enden. Laut Leitlinie „Schädel-Hirn-Trauma im Sport“ verschwinden die Symptome in 85% der Fälle nach etwa einer Woche und 97% erholen sich komplett nach einem Monat.  Was aber bedeutet „erholt“?

Recovery-die Wiederherstellung der neuronalen Steuerungssysteme

Nach der Ruhephase beginnt erst die wirkliche „Recovery“-Phase; also die Wiederherstellung der beschädigten oder eingeschränkten Funktionen der neuronalen Steuerungssysteme durch gezielte Trainingseinheiten. Nach Sicherstellung der Trainierbarkeit müssen zuerst alle neuronalen Basisfähigkeiten getestet und dann eventuell neu erlernt und in die neuronalen Zusammenhänge re-integriert werden. Augenmuskel- und Sehfunktionen sollten jetzt ebenso überprüft und aufgearbeitet werden, wie die Funktion aller Gleichgewichtsorgane. Nur wenn diese Sensoren wieder klare Signale liefern und das Gehirn die ankommenden Signale entsprechend gut interpretieren kann, werden auch die Bewegungen wieder effizient und eine sichere und verletzungsfreie Trainings- und Wettkampfsituation kann gewährleistet werden. Von besonderer Bedeutung in dieser Phase sind die folgenden Fragen: Arbeiten beide Augen gleich gut und synchron miteinander und ist die Integration dieser Daten mit den Daten aus dem vestibulären System (Bogengänge und Makulaorgane) gegeben? Verwendet das Gehirn die Informationen aus beiden Augen oder wird das schlechtere Bild eliminiert (Supression)? Wie stabil sind die Augenmuskeln in jeder Augen- und Kopfposition? Wie gut ist der Augenfokus und damit die Sehschärfe, auf ruhenden Objekten? Wie gut können Objekte in Bewegung verfolgt werden (smooth pursuits), wie gut bleiben die Augen auf einem Punkt während der Kopf in Bewegung ist (VOR) und wie schnell und präzise schaffen es die Augen, von Objekt zu Objekt zu springen (Saccades)? Zunächst sollten all diese Funktionen im Sitzen getestet werden, im weiteren Verlauf jedoch MÜSSEN sie aus neuroathletischer Sicht positions- und bewegungsspezifisch re-integriert werden, sollte es hier durch die Verletzung zu einem Defizit gekommen sein!! Im Optimalfall haben Trainer und Betreuerpersonal vor und während der Saison bereits Baselinetests durchgeführt, die sie im Falle einer Hirnverletzung heranziehen können um im Nachgang die Schwere der Verletzung zu bestimmen.

Ganz ähnlich dem Konzept der Superkompensation aus der klassischen Trainingslehre, suchen wir als Neuro-Athletik-Trainer hier den optimalen Reiz. Oder besser gesagt: Wir suchen den kleinstmöglichen, effektiven Reiz. Das Konzept der “minimal dose“ muss in der Recovery-Phase unter allen Umständen beachtet werden. Ein Test/Re-Test System ist hierbei unerlässlich um das Nervensystem bei jedem Stimulus zu befragen, inwieweit es diesen auch verarbeiten kann und er sich positiv auf seine Funktion auswirkt. Typische relevante und einfach durchführbare Tests sind Ganganalysen, Beweglichkeitsweite der Gelenke, Blutdruck, Durchblutung der Finger per Pulsoxymetrie oder die Weite des Peripheren Sichtfeldes. All diese Parameter würden sich bei überfordernden Stimuli verschlechtern. Nur durch konstantes Monitoring kann nachhaltiger Trainingserfolg gewährleistet werden. Neuronen benötigen ausreichend Zucker und Sauerstoff um Energie zu produzieren, zu „feuern“. Das Training muss also in den Kontext der neurophysiologischen Basis eingebettet sein und neuronale Ermüdung vermieden werden. Nur so kann gewährleistet werden, dass das Gehirn langfristig wieder starke und gesunde Signalwege aufbauen kann.

Wie immer interessieren wir uns als Neuro-Athletik Trainer auch für die Umstände und den Hergang des Unfalls. Gab es einen externen Grund für den Unfall? Oder waren die Bewegungssteuernden Systeme der Belastung nicht oder nicht genügend gewachsen? Das heißt wurde die Situation vom ZNS als Bedrohung interpretiert, bzw. wurde auf Grund von Defiziten der Dateninterpretation eine falsche „Vorhersage“ getroffen, so dass nicht angemessen auf die Situation reagiert werden konnte, also war der Motor Output nicht adäquat? Neuronale Defizite müssen an dieser Stelle aufgearbeitet werden, damit ein solcher Unfall sich nicht wiederholt! Weiterhin müssen aus Neuroathletischer Sicht nach solch einem Unfall, egal ob fremd- oder eigenverschuldet die Kopf- und Augenposition des Unfalls positions- und bewegungsspezifisch aufgearbeitet werden, da sie nun ihrerseits vom Hirn als Bedrohung interpretiert werden könnten.

Zu schnelles „Return to Play“ – Die ethische Verantwortung der Trainer

Natürlich möchte ein Athlet aufs Feld, wann immer er „kann“. Aber mal abgesehen vom vermutlich (zusätzlich) eingeschränkten Urteilsvermögen über die Leistungsfähigkeit des eigenen Körpers in einer solchen Lage geben Profiteams eine Menge Geld für medizinisches Fachpersonal aus und genau diese Leute tragen die Verantwortung (gegenüber dem Verein und dem Spieler) in solch einem Moment regulierend einzugreifen. Der Athlet ist in diesem Stadium meist ohnehin nicht Herr seiner Sinne weshalb man auf ein „mir geht‘s eigentlich ganz gut, nur ein bisschen Kopfweh“ nicht hören sollte.

Ein aktuelles Beispiel: Genau diesen Fall hatten wir nach einem Skisprungsturz vor einigen Wochen. Im Probedurchgang vor dem Wettkampf unterlief einem Athleten bei der Landung ein Fehler und er stürzte. Was aus der Trainerperspektive nach einem Bagatellsturz aussah hätte mich sofort argwöhnisch werden lassen müssen nachdem der Athlet aufstand und sofort wieder stolperte und hinfiel. Solche Sachen passieren nicht ohne Grund! Anschließend hörten wir von ihm über das Funkgerät, dass ihm etwas komisch sei aber „sonst alles okay“, jedoch wisse er nicht ob er im Wettkampf starten solle… Erst nachdem seine Teamkollegen mir nach einiger Zeit sagten, dass er immer wieder die selben Fragen stellte, haben wir ihm eine Schutzsperre auferlegt. Das Kurzzeitgedächtnis schaffte ab diesem Zeitpunkt für etwa vier Stunden den Transfer in das Langzeitgedächtnis nicht mehr. Dies könnte auf eine Beteiligung des Mittelhirns und Thalamus zurückgehen, was nach dem Sturzschema (der Kopf wurde gegenüber dem Körper seitlich beschleunigt) eine plausible Möglichkeit ist.

Letztendlich sollte also bei Hirntraumata lieber mit gebotener Sicherheit vorgegangen werden. Der Athlet wird die Pause verkraften können. Ein weiteres Trauma dagegen eventuell nicht! Man befrage nur ehemalige NFL Spieler.

Literatur & Co.

Peters, M.A. (2012). See to play: The Eyes of Elite Athletes. Minneapolis: Bascom Hill Publishing Group.

Reinsberger, C. (2015). Of running mice and exercising humans – the quest for mechanisms and biomarkers of exercise induced neurogenesis and plasticity. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, 66 (2), 36 – 41.

Gänsslen, A. & Schmehl, I. (2015). Leichtes Schädel-Hirn-Trauma im Sport – Handlungsempfehlungen. Bonn: BISP (Bundesinstitut für Sportwissenschaft).

Movie: Concussion

Weitere Quellen

Titelbild copyright: CJ Gunther