Natürliche Bypässe können Leben retten

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1 Allgemeine Information: k o r o n a r e K o l l a t e r a l e n 1/5 Klinik und Poliklinik für Kardiologie Forschungsgruppe Koronare Kollateralzirkulation Prof. Dr. C. Seiler, Chefarzt stv Natürliche Bypässe können Leben retten Dr. med. S. Gloekler, Prof. Dr. med. C. Seiler DIE BLUTVERSORGUNG DES HERZENS ist durch die linke und rechte Herzkranzarterie gewährleistet. Diese entspringen aus der Hauptschlagader (Aorta) und verzweigen sich zu immer kleiner werdenden Gefässen. Jedes Herzkranzgefäss (Koronararterie) versorgt sein eigenes Gebiet Herzmuskel (Myokard); siehe Abbildung 1. Beim Menschen sind sehr feine haardünne Gefässästchen oft die einzige Verbindung zwischen den grossen Herzkranzgefässen und ihren Versorgungsgebieten. In einigen Fällen existieren jedoch Gefässbrücken aus grösseren Arterien. Diese bezeichnet man als Kollateralen oder auch natürliche Beipässe (aus dem Englischen, bypass: Umgehung, Gefässbrücke). Das Problem hierbei ist aber, dass nur die echten Kollateralen, nicht aber die haarfeinen Gefässästchen (Kapillaren) genügend Blut zum Herzmuskel transportieren können. Das Ausmass dieser natürlichen Beipässe ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich und hängt von erblichen Faktoren, dem Grad der körperlichen Aktivität und dem Aussmass der Erkrankung der Gefässe (der so genannten Koronaren Herzerkrankung ) ab. ZU VIELE MENSCHEN STERBEN AN EINEM HERZINFARKT ODER SIND DANACH GESCHÄDIGT In den westlichen Industrieländern zählt die Koronare Herzerkrankung zu den Haupt-Todesursachen. Diese Krankheit zeichnet sich durch einen allgemeinen entzündlichen Prozess in allen Herzkranzgefässen aus. Damit sind örtliche Ablagerungen (so genannte Plaques ) aus Fett, Entzündungszellen, Bindegewebe und Verkalkungen gemeint. Diese Ablagerungen können Entweder schleichend zunehmen und die Gefässe immer weiter verengen (welches sich meist als Enge- oder Druckgefühl im Brustkorb, der so genannten Angina pectoris äussert) oder aber plötzlich aufbrechen. Im Falle eines solchen Aufbrechens einer instabilen Plaque (siehe Abbildung 1) ist der Blutfluss von dieser Stelle an abrupt blockiert. Das von diesem nun verschlossenen Gefäss versorgte Gebiet an Herzmuskel bekommt nun plötzlich nicht mehr genügend Sauerstoff und Nährstoffe: ein Herzinfarkt findet statt (siehe Abb. 1). WODURCH WIRD DIE GRÖSSE EINES HERZINFARKTES BEEINFLUSST? Als eine Folge eines solchen akuten Verschlusses mit Mangel an Nährstoffen stirbt das betroffene Muskelgebiet ab. Wenn der Patient einen solchen Infarkt überlebt, bedeutet dies einen Verlust von Pumpkraft (eine Schwächung der Pumpe Herz) mit einer Narbe an Stelle des vorherigen Muskelgewebes. Die Grösse eines Infarkts ist aber nicht in jedem Fall die gleiche: Diese wird massgeblich durch die Grösse der blockierten Arterie (das bedeutet, grössere Arterien versorgen grössere Bereiche von pumpendem Herzmuskelgewebe) bestimmt. Ist also eine grössere Arterie verschlossen, steht auch mehr Herzmuskelgewebe auf dem Spiel. Die Dauer des Verschlusses ist ebenfalls entscheidend; d.h. der endgültige Schaden ist geringer, je schneller das Gefäss wieder durch eine Aufdehnung mit einem Ballon und eventueller Implantation einer Gefäss-Stütze (einem so genannten Stent ) im Rahmen einer Herzkatheter-Untersuchung durchgängig gemacht wird.

2 Allgemeine Information: k o r o n a r e K o l l a t e r a l e n 2/5 MEHR KOLLATERALEN = WENIGER TODESFÄLLE DURCH INFARKTE UND EIN LÄNGERES UND BESSERES LEBEN Als weitere, von den anderen unabhängige wichtige Einflussgrösse wirkt das Aussmass der vorbestehenden Kollateralen, welche von benachbarten Gefässen kommen, entscheidend auf die Infarktgrösse und in einigen Fällen auch auf das Überleben beziehungsweise Nicht-Überleben eines Infarktes ein. So zeigte eine Langzeit- Analyse aus unserem Zentrum von knapp 850 Patienten im Jahr 2007, dass diejenigen Patienten mit mehr Kollateralen im Vergleich zu Patienten mit weniger Kollateralen eine höhere Überlebensrate aufwiesen. Konkret heisst das, je mehr Kollateralen (oder Blutfluss durch diese) im Falle eines Infarktes dem notleidenden Herzmuskelgebiet mit Blut aushelfen können, desto kleiner wird der Infarkt schliesslich ausfallen. Im Idealfall lässt eine gute Versorgung mit Kollateralen das Infarktgebiet bei plötzlichem Verschluss einer Arterie auf Null zusammenschrumpfen ; der Patient erleidet keinen Schaden am Herzmuskel und bleibt im Vergleich zu einem Infarkt langfristig ohne Einschränkungen im Leben (siehe Abbildung 1). Im umgekehrten, schlimmsten Fall jedoch, wenn kein oder nur sehr wenig Blutfluss durch Kollateralen vorhanden ist, umfasst der Infarkt das gesamte auf dem Spiel stehende Versorgungsgebiet der verschlossenen Arterie; es kommt zu einer langfristigen Einschränkung der Pumpfunktion und somit zur dauerhaften Minderung der Lebensqualität und Lebenserwartung (welche im Extremfall bis zur vollen Invalidität mit Herzversagen und Tod oder Transplantation eines Spenderherzens führt). A B Abbildung 1: Einfluss der Kollateralen auf die Infarktgrösse. Das Bild A zeigt einen Verschluss einer Herzkranzarterie mit einem daraus folgendem Herzinfarkt. Bevor dies passierte, war das grau gekennzeichnete Infarktgebiet nicht genügend mit Kollateralen verbunden. Deshalb umfasst der Infarkt in diesem Fall ein grosses Gebiet, nämlich das ganze bei Verschluss des Gefässes auf dem Spiel stehende Gebiet. Das Bild B zeigt einen Verschluss an der selben Stelle. Hier jedoch ist das Gebiet gut mit Kollateralen versorgt (siehe Pfeile). Aus diesem Grund erleidet der Patient in diesem Fall gar keinen oder nur einen minimen Herzinfarkt. (Illustration: Christian Langenegger, FotoGrafikZentrum Inselspital)

3 Allgemeine Information: k o r o n a r e K o l l a t e r a l e n 3/5 DIE STANDARD-BEHANDLUNGSMETHODEN FÜR EINE ERKRANKUNG DER HERZKRANZGEFÄSSE Neben der Behandlung mit Medikamenten können die Verengungen seit nunmehr 30 Jahren mit Hilfe eines Ballons (welcher auf einem Katheter bis an die betroffene Stelle von ausserhalb des Körpers hervorgeschoben wird) aufgedehnt werden (PTCA = perkutane, transluminale Coronare Angioplastie). Um eine später eventuell wieder eintretende Verengung möglichst zu verhindern, wird meist als zusätzliche Massnahme noch ein Stent aus Edelstahl eingesetzt. Im Falle eines akuten Herz-infarktes (d.h. der akuten Blockade des Blutflusses in einem Herzkranzgefäss) ist dies die beste Therapie, da der Blutfluss meist schnell und zuverlässig wieder hergestellt werden kann und somit die Grösse des Infarktes begrenzt werden kann. Die sogenannte Aorto-koronare Bypass- Operation kann in Fällen mit schweren Verengungen mit Hilfe von körpereigenen Venen aus dem Unterschenkel oder Arterien aus der Brustwand die verstopften Herzkranzgefässe überbrücken und so mit Blut versorgen. Diese Methoden haben in den letzten 3 Jahrzehnten zu enormen Fortschritten im Kampf gegen die koronare Herzerkrankung geführt. DIE GRENZEN DIESER BEHANDLUNG Wie bei jedem Eingriff mit einem Katheter oder jeder Operation gibt es jedoch auch Risiken für den Patienten, welche damit verbunden sind. Hiervon abgesehen, kann ungefähr einem Viertel aller Patienten mit einem solchen Eingriff gar nicht geholfen werden. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass diese Methoden zwar am Punkt der Einengung des Gefässes wie eine wichtige Reparatur wirken, den eigentlichen allgemeinen Prozess der Gefässerkrankung aber nicht stoppen können. Hieraus folgt, dass zusätzliche Behandlungsmethoden gegen die Erkrankung gebraucht werden, um nicht nur örtliche Schäden zu reparieren, sondern auch den allgemeinen Krankheits-Verlauf zu verbessern, die oft bedrohliche und stark beeinträchtigende Angina pectoris zu vermindern und die Überlebensrate bei Herzinfarkten zu verbessern. RCA LAD Abbildung 2: Gefässdarstellung (Koronarangiogramm) in einer Herzkatheter-Untersuchung. LAD Dieser Patient ist ein gutes Beispiel für die manchmal lebensrettende Fähigkeit der Kollateralen. Die rechte Kranzarterie (RCA) wird hier mit Hilfe des Katheters mit Kontrastmittel gefüllt und unter Röntgen-Strahlung sichtbar gemacht. Durch einen natürlichen Beipass, d.h. ein Kollateralgefäss (siehe Pfeile) wird die linke Kranzarterie (LAD), welche an Ihrem Ursprung verschlossen ist (siehe Ring), mit Blut gefüllt. Ohne dieses Kollateralgefäss, RCA welches das Gebiet der linken Kranzarterie versorgt, wäre es zu einem sehr grossen Herzinfarkt mit Absterben des ganzen Gebietes (woran der Patient vielleicht gestorben wäre) gekommen. Dem Kollateralgefäss ist deshalb sehr wahrscheinlich das unbeschadete Überleben dieses Menschen zu verdanken.

4 Allgemeine Information: k o r o n a r e K o l l a t e r a l e n 4/5 WIE MAN KAPILLAREN ZU EINEM NETZWERK VON BRÜCKENGEFÄSSEN VERGRÖSSERN KANN Ist eine Autostrasse die einzige Möglichkeit, in ein bestimmtes Gebiet zu kommen, macht es Sinn, diese bei zunehmendem Verkehrsaufkommen mit häufigen Staus, Unfällen und zäh fliessendem Verkehr zu einer mehrspurigen, grösseren Strasse auszubauen. Das identische passiert mit den Blutgefässen, welche den Herzmuskel versorgen: Bei verstärktem Blutfluss wird dieses von den Zellen der Gefässinnenwand (den sog. Endothelzellen ) registriert. Mit Hilfe von Signalen aus diesen Zellen wird dann ein Umbau, d.h. eine Vergrösserung, begonnen. Haarfeine Kapillaren können so zu echten Arterien vergrössert werden, welche jetzt wichtige Brückengefässe zwischen verschiedenen bis anhin voneinander getrennten Gefässgebieten bilden können. Wie aber kann man den Blutfluss durch die Herzkranzarterien verstärken? Zum Beispiel gelingt dies mit körperlichem Ausdauertraining, z.b. mit Dauerlauf (jogging), Velofahren, Schwimmen, Wandern usw. Auf diese Weise können sich viele Menschen selbst behandeln. Der Effekt dieser Behandlung äussert sich dann mit weniger Angina pectoris, einer besseren Belastbarkeit und einem geringeren Risiko, einen Herzinfarkt zu erleiden oder gar zu sterben. Eine Studie aus unserer Klinik lieferte hierfür die wissenschaftliche Bestätigung: es zeigte sich eine höhere Flussrate durch die Kollateralen bei Patienten mit regelmässiger körperlicher Betätigung im Vergleich zu Menschen mit wenig Betätigung.

5 Allgemeine Information: k o r o n a r e K o l l a t e r a l e n 5/5 Ein Trick, den Blutfluss ohne Ausdauertraining zu erhöhen, ist die so genannte externe Gegen-Pulsationstherapie (ECP, extracorporal counterpulsation ): Hier werden schnell aufblasbare Manschetten um die Beine des liegenden Patienten gelegt und erzeugen zusätzlich zum eigenen Herzpuls eine zweite Pulswelle, welche die besagten Zellen der Gefäss-Innenwände zu dem eben beschriebenen Umbau anregen sollen. Weitere Möglichkeiten sind die Gabe von so genannten Wachstumsfaktoren, woraus ebenfalls eine Vergrösserung der Gefässe erfolgen kann. Wir bieten geeigneten Patienten hierzu die Teilnahme an einer Studie an. Mit dem Medikament Procorolan, welches den Herzschlag verlangsamt, ohne die Herzaktion sonst negativ zu beeinflussen, werden quasi die Folgen von Ausdauertraining auf die Pulsrate nachgeahmt. In einer laufenden Studie wird untersucht, ob sich dadurch die Funktion der Kollateralen ebenfalls verbessern kann. Neben den beschriebenen medikamentösen, katheter-gestützten und chirurgischen Behandlungsmethoden gegen die Koronare Herzkrankheit stellen diese alternativen Therapien neue Varianten zur Unterstützung eines biologischen Kollateralenwachstums dar. W I C H T I G E P U N K T E Als Energie verbrauchende Pumpe ist der Herzmuskel entscheidend von den Herzkranzgefässen abhängig, welche seine Blutversorgung sichern. Verengungen der Herzkranzgefässe durch Ablagerungen (Plaques) führen zu Minderversorgung des Herzmuskelgewebes mit Sauerstoff und Nährstoffen. Dies führt zu Enge, Druck oder Schmerzen in der Brust (Angina pectoris). Bei einem Herzinfarkt wird der Blutfluss in einer erkrankten Arterie komplett blockiert. Als Folge hieraus stirbt derjenige Teil Herzmuskel, welcher normalerweise von der jetzt verschlossenen Arterie versorgt wird, ab. Abhängig von der Grösse des Infarktes kommt es zu Einschränkungen in der Lebensqualität und Lebenserwartung. Die Förderung von Kollateralen mittels Training, Gegenpulsations-Therapie, Wachstumsfaktoren oder medikamentöser Pulsverlangsamung führt nachweislich oder wahrscheinlich zu einer verbesserten Blutversorgung des Herzens durch besser ausgebildete Gefässbrücken und deshalb zu weniger und kleineren Herzinfarkten und höheren Überlebensraten. Sollten sie weitere Fragen zum Thema oder zu unseren Studien haben, besuchen sie unsere Website oder wenden Sie sich jederzeit an die untenstehenden Kontaktpersonen: Dr. med. Steffen Gloekler Dr.med. Tobias Traupe Prof. Dr. med. Christian Seiler Assistenzarzt Assistenzarzt Chefarzt stv , Sucher , Sucher , Sucher 7187 steffen.gloekler@insel.ch tobias.traupe@insel.ch christian.seiler@insel.ch Klinik und Poliklinik für Kardiologie, Universitätsspital, CH-3010 Bern