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Kardiologie 1. Juni 2010

Systolische oder diastolische Herzinsuffizienz – Hämodynamik

Mehrere, simultan auftretende Veränderungen des Herz-Kreislaufsystems beteiligt

Beinahe die Hälfte aller Patienten mit klinischer Herzinsuffizienz weist in den bildgebenden Verfahren keine linksventrikuläre (LV) Dilatation und eine erhaltene Ejektionsfraktion auf. Echokardiographische und invasive Diagnostik zeigen typischerweise eine konzentrische LV-Hypertrophie und erhöhte LV-Füllungsdrucke. In der Annahme einer Disproportion zwischen enddiastolischem LV-Volumen und Druck wurde für diese Subgruppe an Patienten daher der Begriff „diastolic heart failure (DHF)“ geprägt. Epidemiologisch ist die Mortalität bei DHF kaum geringer als bei systolischem Herzversagen (systolic heart failure, SHF), bei SHF wirksame Pharmaka (β-Blocker, ACE-Hemmer, AT1-Antagonisten) verbessern hingegen die Prognose bei DHF nicht. Die Manifestation eines DHF ist mit den bekannten kardiovaskulären Risikofaktoren wie Alter, Bluthochdruck, Diabetes, Übergewicht und Bewegungsmangel assoziiert. Die genaue Signaltransduktion des LV-Remodeling und die Relevanz einzelner Komponenten der Kreislaufregulation sind jedoch unbekannt, in Konsequenz daraus lässt sich DHF bislang auch experimentell nicht zufriedenstellend modellieren. Zahlreiche jüngere Befunde sprechen dafür, dass die Pathophysiologie des DHF über Veränderungen des LV hinausgeht und aus mehreren, simultan auftretenden Veränderungen des Herz-Kreislaufsystems resultiert.

Veränderungen in der LV-Füllphase

Die LV-Füllphase gliedert sich in die aktive Relaxation, den passiven Einstrom und die Vorhofkontraktion. Der aktiven Relaxation in der frühen Diastole entspricht auf kardiomyozytärer Ebene die energieabhängige Resequestration des Kalziums in das sarkoplasmatische Retikulum, daher können im hypertrophierten LV subendokardiale Ischämien bei höheren Herzfrequenzen zu einer paradoxen Verlängerung der Relaxation führen. Sub-endokardial sind die LV-Muskelfasern spiralig längs orientiert und bewirken die rotatorische Komponente der LV Kontraktion und Relaxation. Tatsächlich zeigen dreidimensionale Analysen des LV bei DHF trotz erhaltener Ejektionsfraktion eine verminderte longitudinale Verkürzung und Rotation des Apex gegenüber der Herzbasis (twisting und untwisting); diese Änderungen weisen auf Innenschichtschädigungen und -ischämien bei DHF hin.

 

Das verminderte untwisting reduziert in der Folge das frühdiastolische Ansaugen von Blut in den LV, welches insbesondere bei körperlicher Belastung und erhöhter Herzfrequenz relevant ist. Zusätzlich ist bei DHF die enddiastolische (= annähernd passive) Dehnbarkeit des LV durch Hypertrophie, Bindegewebsvermehrung und wahrscheinlich auch eine geänderte Zusammensetzung und Phosphorylierung kardiomyozytärer Strukturproteine (Titin) beeinträchtigt. Daher kommt einer adäquaten Kontraktilität des linken Vorhofs (LA) eine gesteigerte Bedeutung zu, und umgekehrt steigt die klinische Symptomatik des DHF mit Vergrößerung und Minderfunktion des LA und Auftreten von Vorhofflimmern an.

Chronotrope Inkompetenz

Ein Drittel der Patienten mit DHF zeigt einen verminderten Herzfrequenzanstieg bei Belastung (chronotrope Inkompetenz). Es ist unklar, ob dem bei eingeschränkter Relaxationsreserve eine schützende Funktion zukommt, oder ob die chronotrope Inkompetenz in Abwesenheit einer Vorlastreserve zur Verstärkung der Symptomatik beiträgt. Daraus folgt, dass β-Blocker bei DHF möglicherweise differenziert einzusetzen sind.

Vascular Stiffening

Die langjährige arterielle Hypertonie ist mit dem konsekutiven „vascular stiffening“ ein Hauptrisikofaktor für DHF. Der Verlust der Gefäßelastizität und des Windkesseleffektes führt zur rascheren Reflektion der durch die LV-Ejektion bedingten arteriellen Druckwelle noch in der Systole. Die Blutdruckamplitude und die LV-Nachlast steigen dadurch besonders bei körperlicher Belastung an und fördern so die Entwicklung einer LV-Hypertrophie. Gleichzeitig reagieren diese Patienten empfindlich auf Änderungen der Gefäßfüllung, was einerseits den symptomatischen Erfolg von Diuretika bei DHF erklärt, gleichzeitig aber deren therapeutische Breite einschränkt, da bei Hypovolämie ein pronouncierter Abfall des diastolischen Blutdrucks Schwindel und Synkopen auslösen kann. Zur erhöhten Gefäßsteifigkeit trägt neben strukturellen Änderungen der Gefäßmedia eine endotheliale Dysfunktion der Widerstandsgefäße bei.

Pulmonale Hypertonie

Kürzlich identifizierte eine epidemiologische Studie einen pulmonal-arteriellen Hypertonus (PAH) von ≥ 48 mmHg als starken Prädiktor der Mortalität bei DHF, der Vorhersagewert war höher als bei den Parametern E/E´, LA-Volumen, relative LV-Wanddicke oder LV-Massenindex. Die Höhe des PAH lässt neben einer durch Rückstau bedingten postkapillären auch eine signifikante präkapilläre Komponente vermuten. Ob diese postulierte präkapilläre Komponente wie zum Beispiel bei Klappenvitien sekundär als druckinduziertes pulmonales Gefäßremodeling auftritt oder einen Ausdruck einer sich auch pulmonal manifestierenden systemischen Gefäßerkrankung darstellt, ist unklar.

Mögliche Therapien bei DHF

Während das SHF mit einer primären Schädigung des LV beginnt, unterstreichen die aufgezählten Befunde nachdrücklich das Konzept einer systemischen und nicht allein auf den LV beschränkten Pathologie bei DHF. Die Prävention des DHF besteht unzweifelhaft in der frühen Behandlung der Risikofaktoren. Therapeutisch hingegen steht zurzeit kein schlüssiges Konzept zur Verfügung. Kleinere klinische Studien weisen auf einen nachhaltigen Therapieerfolg durch kon-trolliertes körperliches Ausdauertraining mit Besserung sowohl der maximalen Sauerstoffaufnahme als auch der subjektiv empfunden Lebensqualität hin. Ein herausragender Effekt körperlicher Aktivität ist die Steigerung der endothelialen NO-Freisetzung und Minderung des oxidativen Stresses. NO relaxiert nicht nur über cGMP die glatte Gefäßmuskulatur und wirkt antiproliferativ, sondern induziert über direkte kardiomyozytäre Effekte eine beschleunigte LV-Relaxation (geringere Kalziumsensitivität der Myofibrillen) und verbesserte end-diastolische Dehnbarkeit (wahrscheinlich Phosphorylierung von Titin-Untereinheiten). Möglicherweise bietet der NO-cGMP-Weg einen pharmakologischen Angriffspunkt zur Behandlung des DHF, z. B. mit Statinen, Phosphodiesterasehemmern oder direkten Aktivatoren der NO-Synthese.

Zur Person
Dr. Heiner Post
Klinische Abteilung für Kardiologie
Medizinische Universitätsklinik
Medizinische Universität Graz
Auenbruggerplatz 15
8036 Graz
Fax: ++43/316/385-13733
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