zur Navigation zum Inhalt
 
Innere Medizin 15. Juni 2009

Pathophysiologie des hepatopulmonalen Syndroms

Das gestiegene Wissen lässt auf neue Therapien hoffen

Das hepatopulmonale Syndrom (HPS) ist definiert aus Vorhandensein einer Lebererkrankung und einer Gasaustauschstörung (AaDO2 > 15 mmHg bzw. AaDO2 > 20 mmHg ab dem 65. Lebensjahr) infolge einer intrapulmonalen Vasodilatation. Eine multifaktorielle Genese scheint die Veränderungen der Lungengefäßstrombahn zu verursachen. Die grundlegende strukturelle Störung bei Patienten mit HPS ist die intrapulmonale Weitstellung von präkapillären und kapillären Blutgefäßen (15–100 µm), die einen raschen, teilweise sogar direkten Fluss des gemischtvenösen Blutes in die Lungenvenen ermöglicht. Drei intrapulmonale Faktoren beeinflussen die arterielle Deoxygenation bei Patienten mit HPS:

  • Ventilations-Perfusions-Mismatch,
  • gesteigertes direktes intrapulmonales Shunting sowie
  • eine Beeinträchtigung der Sauerstoffdiffusion aus den Alveolen in die Kapillaren infolge der intrapulmonalen Gefäßweitstellung. Bei milden Formen des HPS findet man vordergründig ein leichtes Ventilations-Perfusions-Mismatch und einen mäßigen intrapulmonalen Shunt (< 10 %), wohingegen bei schweren Formen (PaO2 < 60 mmHg) alle drei oben genannten Faktoren zugrunde liegen dürften.

Normalisierung der Leberwerte wirkt auch positiv auf die Lungenfunktion

Obwohl das HPS vor allem bei chronischen Lebererkrankungen und insbesondere bei Patienten mit Leberzirrhose beschrieben wurde, gibt es immer mehr Evidenz, dass auch Patienten mit akuten Leberzellschädigungen (z. B. Krankheitsbild der Schockleber) häufig eine intrapulmonale Vasodilatation entwickeln, die sich nach Normalisierung der Leberfunktion wieder zurückbildet. Gesteigerte intrapulmonale Produktion von Stickstoffmonoxid (NO) dürfte ein zentraler Faktor des HPS bei Patienten mit Zirrhose sein. So konnte gezeigt werden, dass die exhalatorischen NO-Werte bei Patienten mit HPS erhöht sind. Nach Lebertransplantation und Rückbildung des HPS normalisierten sich die exhalatorischen NO-Werte wieder. Durch Verhinderung der NO-induzierten Vasodilatation mit Methylenblau konnte eine vorübergehende Besserung der Gasaustauschstörung bei Patienten mit Leberzirrhose und schwerem HPS erreicht werden. Inhalative Verabreichung eines NO-Synthetase-Hemmers (NG-nitro-L-Arginine Methyl Ester) bewirkte hingegen keine Verbesserung der Oxygenierung.

Pathophysiologische Überlegungen zum HPS

In experimentellen Studien konnte bei zirrhotischen Ratten mit HPS eine gesteigerte Expression und Aktivität von endothelialer (eNOS) sowie induzierbarer NO-Synthase (iNOS) in der Lunge nachgewiesen werden. eNOS wird durch gesteigerte Endothelin-1-Produktion in den Cholangiozyten der Leber und Bindung an vermehrt exprimierte Endothelin-B-Rezeptoren intrapulmonal verstärkt aktiviert. Eine verstärkte Expression von iNOS in der Lunge entsteht beim experimentellen HPS durch eine bakterielle Translokation aus dem Darm infolge portaler Hypertension, welche schlussendlich in einer Akkumulation von intravaskulären Makrophagen in der Lunge endet. Eine prophylaktische Antibiotikagabe konnte die Makrophagenakkumulation reduzieren und iNOS im Tierexperiment normalisieren. Ähnliche Effekte konnten durch Inhibierung der Tumor necrosis factor-alpha Produktion mittels Pentoxifyllin experimentell erreicht werden. Neben iNOS wird von Makrophagen auch die Häm-Oxygenase-1 (HO-1) im experimentellen HPS vermehrt exprimiert. Die durch HO-1 gesteigerte Kohlenmonoxid (CO)-Produktion ist beim HPS sowohl experimentell als auch klinisch belegt und dürfte ebenfalls zur intrapulmonalen Vasodilatation beitragen. Rezent konnte gezeigt werden, dass neben den oben erwähnten vasodilatorischen Mechanismen auch eine verstärkte intrapulmonale Gefäßneubildung im experimentellen HPS stattfindet. Die meisten pathophysiologischen Erkenntnisse des HPS stammen aus dem tierexperimentellen Bereich, scheinen sich jedoch auch beim Menschen zu bestätigen. So konnte neben dem erhöhten exhalatorischen NO auch signifikant erhöhte CO-Hämoglobinspiegel und eine signifikante Korrelation des CO mit der AaDO2 bei Patienten mit Leberzirrhose und HPS nachgewiesen werden. Weiters konnten wir zeigen, dass Patienten mit HPS signifikant erhöhte Endothelin-1-Spiegel im Blut sowie signifikant erhöhte Inflammationsmarker im Vergleich zu Patienten ohne HPS hatten.

Neben Lebertransplantation medikamentöse Optionen?

Das in den letzten Jahren stark gewachsene Wissen um die pathophysiologischen Vorgänge beim HPS ermöglicht es, neue therapeutische Ansätze klinische Studien zur erproben. Die Chancen nehmen zu, dass neben der heutzutage einzigen etablierten Therapie des HPS – der Lebertransplantation – auch medikamentöse Therapieoptionen in mittlerer Zukunft zur Verfügung stehen werden.

Valentin Fuhrmann, Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie, Universitätsklinik für Innere Medizin III, Medizinische Universität Wien, Wiener Medizinische Wochenschrift Skriptum 8/2009

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Mehr zum Thema

<< Seite 1 >>

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben