15 Atherosklerose

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Atherosklerose
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ATHEROSKLEROSE
Nature Medicine 8: 1211-1262, 2002
1.
Epidemiologie
Traditionelle
Risikofaktoren
für
die
Entstehung
einer
Atherosklerose
sind:
Hypercholesterinämie, Nikotinabusus, männliches Geschlecht, Hypertonie, Diabetes mellitus und
Alter. Zu den nicht-traditionellen Risikofaktoren gehört eine Immunreaktion auf Antigene, welche in der
atherosklerotischen Läsion auftreten können.
2.
Eine Hypercholesterinämie ist der pathogenetische Hauptfaktor der Atherosklerose
Im Zentrum der Pathogenese der Atherosklerose steht eine Hypercholesterinämie. Eine
Reduktion des Plasma-Cholesterinspiegels reduziert das Risiko für einen tödlich verlaufenden
Myokardinfarkt um 15%.
Vernetzung: Wiederholung des Texts aus dem Zusatz: 11 Adipositas
Die erste Antwort auf eine Hypercholesterinämie ist eine verstärkte Expression des Vascular cell
adhesion molecule 1 (VCAM-1) der Endothelzellen. VCAM-1 ist ein wichtiges Adhäsionsmolekül für
Monozyten und T-Lymphozyten (T-Zellen). Neben Adhäsionsmolekülen wird bei einer
Hypercholesterinämie von den Endothelzellen auch das Monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1)
und von den Monozyten die Rezeptoren für MCP-1 vermehrt sezerniert.
Bevor das LDL (wichtigstes Vehikel für den Cholesterintransport) von den Makrophagen aufgenommen
wird, muss es modifiziert werden. Eine solche Modifikation des LDL kann in einer Acetylierung,
Oxidierung (oxLDL), einer Bindung von Immunglobulinen an LDL oder einer enzymatischen
Degradation von LDL bestehen. Dabei ist kann es zu einer Alteration des «Selbst» der LDL in Form von
neuen Epitopen kommen. Man spricht dann von «oxydationsspezifischen Epitopen». Diese neuen
Epitope können immunogen werden. In atherosklerotischen Läsionen kann eine IgM-Antwort auf oxLDL
nachgewiesen werden. IgM gilt als «natürlicher Antikörper», welcher in der Abwesenheit einer
bekannten Antigenstimulation auftreten kann.
Wie die Endothelzellen, Makrophagen und glatten Muskelzellen die LDL oxydieren, ist noch nicht genau
bekannt. Wahrscheinlich geschieht dies durch Enzyme (Lipooxygenasen, die Myeloperoxidase und die
Stickoxid-Synthetase). Diese Enzyme werden von stimulierten Makrophagen auch zur Abwehr von
Mikroorganismen gebildet.
Die acetylierten oder oxydierten LDL werden von den Makrophagen über spezielle Rezeptoren
[Scavenger receptor A (SR-A) und CD36] sehr schnell aufgenommen. Die SR gehören - wie die TollRezeptoren (TLR) - zu den Muster erkennende Rezeptoren (MER) der Makrophagen. Die MER
erkennen ein reduziertes Spektrum von Liganden [Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMM,
siehe unten)]. Im Gegensatz zu den Rezeptoren für natives LDL werden die SR-A und CD36 nicht
zurückreguliert, wenn die Konzentration des intrazellulären Cholesterin ansteigt. An die ScavengerRezeptoren der Makrophagen binden neben oxLDL auch oxydierte Phospholipide apoptotischer Zellen.
Wenn bei einer Hyperlipidämie vermehrt Monozyten in die Intima der Arterien einwandern (wegen einer
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gesteigerten Expression von Adhäsionsmolekülen durch die Endothelzellen) und zu Makrophagen
werden, vermehren sie auch ihre Scavenger-Rezeptoren.
In atherosklerotischen Läsionen konnte eine IgM-Antwort auf oxLDL nachgewiesen werden.
IgM gilt als «natürlicher Antikörper», welcher in der Abwesenheit einer bekannten Antigenstimulation
auftreten kann.
Vernetzung: Wiederholung des Texts aus dem Zusatz: 11 Adipositas
Die Konzentration der oxLDL ist proportional zur LDL-Plasmakonzentration. In die Intima gelangtes
LDL aggregiert und wird in der Intima an Proteoglykane gebunden. So gebundenes LDL wird schneller
oxidiert als nicht gebundenes. oxLDL ist seinerseits chemotaktisch für Monozyten und T-Zellen und ein
starker Aktivator der Endothelzellen.
Die Bindung der oxLDL an den SR wird über den bei der Oxydierung von Phospholipiden (oxPL)
freigelegten Phosphocholin (PC)-Kopf vermittelt (Abb.1). Die oxydierten Phospholipide mit
freigelegtem Phosphocholin-Kopf (PC-oxPL) entsprechen einem Pathogen-associated molecular
pattern (PAMP). Freigelegtes Phosphocholin ist auch eine prominente Komponente von
Polysacchariden in der Wand verschiedener Bakterien und entspricht hier einem konstitutiven Antigen,
gegen welches das natürliche IgA gerichtet ist. Phosphocholin ist des weiteren auch ein Bestandteil der
Zellmembranen. Hier kommt ihm die Rolle eines «kryptischen Epitops» zu. Das PC kann auch an das
C-reaktive Protein (CRP) binden (siehe Buch Abb.1.2., S.9).
Abb.1
Bindung von apoptotischen Zellen und LDL an die Scavenger-Rezeptoren der
Makrophagen.
Bei der Oxydierung von Phospholipiden erscheinen Phosphocholin-Köpfe (PC) an der Oberfläche der
oxidierten Membranen oder LDL. Diese PC sind ebenfalls eine Komponente der Polysaccharide von
Bakterienwänden. Über solche PC werden apoptotische Zellen und oxydierte LDL an die ScavengerRezeptoren der Makrophagen gebunden.
oxPL: oxydierte Phospholipide.
Kryptische
Phosphocholin
"Exponiertes
Phosphocholin"
C-reactives
PC Protein
(CRP)
PC
Lebende Zelle
ox-PL
Apoptotische Zelle
PC IgM
ox-PL
PC
Natives LDL
PC
PC
Oxydiertes LDL
PC
PC
PC
Macrophage
PC
Streptococcus
pneumoniae
ScavengerRezeptor
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3.
Die Entzündungstheorie
Hospital Practice 34: 79-90, 1999
Am J Pathol 158: 1039-1051, 2001
New England Journal of Medicine 352: 1685-1695
Eine Entzündung kann verstanden werden als eine Antwort des Organismus auf eine Störung
der Homeostase eines Gewebes oder als ein Prozess, bei dem Leukozyten als Antwort auf ein
Pathogen aus dem Blutgefässsystem ins Gewebe austreten (Extravasation). In der Arterienwand kann
die Homeostase gestört werden durch: oxydiertes Low Density Lipoprotein (oxLDL), mechanische
Schäden, eine Immunreaktionen und Homocystein. Der wichtigste dieser Faktoren ist oxLDL. Dieses
pathogenetische Modell entspricht der Response-to-injury Hypothese für die Entstehung der
Atherosklerose.
Ein andere Interpretation des Begriffs «Entzündung» unterscheidet zwischen zwei Haupttypen
von Mechanismen, welche zu einer akuten Entzündungsreaktion der Gefässwand im Sinne einer
unspezifischen und angeborenen Abwehr führen: den direkten Mechanismen und den indirekten.
Direkte Mechanismen sind direkte Infektionen der Gefässwand mit Mikroorganismen oder die Wirkung
bakterieller Endotoxine auf die Zellen der Gefässwand. Zu den indirekten Mechanismen werden
gezählt: die Wirkungen des Tumornekrosefaktors , des C-reaktiven Proteins (CRP), des Fibrinogens,
der Proteine des Komplementsystems und die gesteigerte Bildung von Metalloproteasen durch die an
der Entzündungsreaktion beteiligten Zellen. Das CRP und die Komplementkomponente C4 werden vor
allem in der Leber gebildet, aber auch in den Schaumzellen und Makrophagen der atheromatösen
Plaques. Die Metalloproteasen werden angeschuldigt, am Aufbrechen der Plaques mit den
entsprechenden Komplikationen beteiligt zu sein.
Es wird von einigen Autoren die These vertreten, dass die Atherosklerose tatsächlich das
direkte Resultat einer Entzündung sei (Abb.2-3). Dafür sprechen folgende Beobachtungen: (1) Im
Zentrum der Pathogenese der Atherosklerose stehen die Makrophagen. (2) In den atherosklerotischen
Herden
der
Koronararterien
können
erhöhte
Plasmakonzentrationen
von
klassischen
Entzündungsmarkern (C-reaktives Protein, Serum-Amyloid-A, Interleukin 6) nachgewiesen werden. (3)
In den atherosklerotischen Läsionen können auch Komponenten des Komplementsystems [C3, C4
und Membrane Attack Complex (MAC)] vorhanden sein. (4) Klinisch wird beobachtet, dass Männer mit
erhöhten Werten von CRP ein dreimal höheres Risiko für einen Myokardinfarkt und ein zweimal
höheres Risiko für einen Hirninfarkt haben als Männer mit normalen CRP-Werten. (5) Bei Patienten
mit einer ischämischen koronaren Herzkrankheit sind Indizien auszumachen, welche auf einen
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begleitenden bakteriellen Infekt hinweisen könnten (Tab.1). Ob eine Langzeitgabe von Antibiotika
gegen einen Myokardinfarkt schützen kann, ist noch nicht geklärt.
Abb.2
Die Bedeutung von Adhäsionsmolekülen der Endothelzellen in der Pathogenese der
Atherosklerose
Die Modifikation der Low density Lipoproteine in der Intima bewirkt eine Aktivierung der Endothelzellen. Als
Folge synthetisierern die Endothelzellen vermehrt Adhäsionsmoleküle für Monozyten, Lymphozyten und
Blutplättchen. Neben den membranständigen Adhäsionsmolekülen sind bei Patienten mit einer Angina pectoris
(Atherosklerose der Koronararterien) auch die löslichen Komponenten der Adhäsionsmoleküle im Blutserum
vermehrt (rote Schrift).
Hypercholesterinemia
LDL in intima
Modification
- ox idative
- enzymatic
Modified LDL (oxLDL)
Release of inflammatory lipids
(phospholipids)
Inflammatory cytok ines
Proteases
Radicals
Vasoactive molec ules
Activation of the endothelium
Increase of adhesion molecules
VCAM-1
P-selectin
Soluble VCAM-1
Soluble P-selectin
Monocytes/
macrophages
Lymphocytes
Plateletes
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Abb.3
Bedeutung der Interaktion zwischen den Makrophagen und den TH1-Lymphozyten in der
Pathogenese der Atherosklerose.
Die Makrophagen präsentieren über ihre Rezeptoren den TH1-Lymphozyten, welche über Adhäsionsmoleküle in
die Intima gelangen, verschiedene antigene Moleküle. Dadurch kommt es zu einer Stimulation der TH1Lymphozyten und im Anschluss daran über deren Zytokine zu einer Entzündungsreaktion. Eine
Entzündungsreaktion im klinischen Sinne ist an einer Erhöhung der Blutserumkonzentration des Interleukin 6
(IL-6) und vor allem des C-reaktiven Proteins (CRP) erkennbar; im Blutserum von Patienten mit einer Angina
pectoris sind denn auch erhöhte Werte von IL-6, CRP und Fibrinogen zu beobachten.
Es werden heute Anstrengungen unternommen, um eine Impfung gegen Phospholipide von Microben, gegen
das Hitzeschockprotein 60 und gegen oxydierte Low density Lipoproteine (oxLDL) zu entwickeln (fette Schrift).
Alle diese Mediatoren haben die Eigenschaft, die Makrophagen zu stimulieren. Man verspricht sich von einer
solchen Impfung ein wirkvolle Prophylaxe für die Entstehung einer Atherosklerose.
- Phospholipids from microbes
- Heat-shock protein 60
- oxLDL
Macrophages
TH1-Lymphocytes
IL-10, TGF- 
Cytokines
IFN-, IL-1, TNF- 
IFN-
IL-6
TNF-
From adipose tissue
From adipose tissue
Acute-phase retractants
- CRP
- Serum amyloid A
- Fibrinogen
Vasoactive
molecules
Radicals
- Increase of triglycerides
- Decrease of HDL
- Increased resorption of
LDL by macrophages
Proteases
- Metalloproteases
- Cysteine proteases
Tab.1
Veränderungen an Arterien bei verschiedenen Infektionskrankheiten.
Es werden bei Patienten mit einer koronaren Herzkrankheit einige Veränderungen beobachtet, welche teilweise
als mögliche Indizien auf eine infektiöse Genese der Atherosklerose gedeutet werden.
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Chlamydia pneumoniae
-
Helicobacter pylori (HP)
-
Dysregulation der LDL-Aufnahme: Zunahme der Schaumzellen
Isolierung von mikrobiellen Bestandteilen aus Atheromen und Wachstum
von Chlamydia pneumoniae in Kulturen (möglicherweise Kreuzreaktion)
Erhöhte IgG und IgA-Titer gegen Chlamydia bei Patienten mit ischämischer
koronarer Herzkrankheit
Gesteigerte Synthese von Fibrinogen 1
Bildung von C-reaktivem Protein und Fibrinogen 1
Erniedrigte Konzentrationen von HDL, Vitamin 6 und Folsäure, welche zu
einer Vermehrung von Homocystein führen
HP weist eine Hitzeschockprotein 60-ähnliches Protein auf. Es kann eine
Autoimmunreaktion gegen das Hitzeschockprotein 60 des Endothels der
Koronararterien auftreten.
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1
Eine Erhöhung des C-reaktiven Proteins und des Fibrinogens geht mit einem erhöhten Risiko für eine
koronare Herzkrankheit einher.
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Alle an der Atheroskleose beteiligten Zellen (Endothel, Makrophagen, glatte Muskelzellen)
können Zytokine, Chemokine und Wachstumsfaktoren sezernieren (Tab.2). Die glatten
Muskelzellen sind ebenfalls im Stande, Proteine der extrazelluären Matrix zu bilden und so eine bereits
vorhandene atheromatöse Plaque zu stabilisieren. Es ist bekannt, dass oxydierte Phospholipide die
Sekretion von Chemokinen durch die Endothelzellen [z.B. Monocyte Chemoatractant Protein (MCP-1)]
induzieren können.
Tab.2
Wichtige Zytokine, Chemokine und Wachstumsfaktoren, welche bei der
Pathogenese der Atherosklerose von Bedeutung sind.
___________________________________________________________________________
Zelle
Produkt
Wirkung
Endothelzellen
VACM-1
ICAM-1
MCP-1
PDGF
Adhäsion von Monozyten, T-Zellen
Adhäsion von Monozyten, T-Zellen
Chemotaktisch für Monozyten
Chemotaxis für glatte Muskelzellen
Proliferation glatter Muskelzellen
Vermehrte Adhäsion von Plättchen
Induktion von Matrix-Metalloproteinasen
___________________________________________________________________________
vWF
TNF-
Monozyten
MCP-1R
oxLDL
Rezeptor für MCP
Chemotaktisch für Monozyten, T-Zellen, nicht aber für neutrophile
Granulozyten
Mitogen für Makrophagen und glatte Muskelzellen
Aktivierung der Endothelzellen
Aktivierung der Makrophagen
Zytotoxisch für Endothelzellen
Makrophagen
CRP
Bindung an PC
Bindung an oxLDL
Aktivierung des Komplementsystems
Aktivierung von Makrophagen
Induktion von Matrix-Metalloproteinasen
Induktion der Synthese der Proteine der akuten Antwort in
der Leber
Steigerung der Sekretion von IFN- durch TH1-Zellen
Stimulation der Kollagensynthese
(siehe TH1-Zellen)
(siehe Monozyten)
(siehe Endothelzellen)
IL-1
IL-6
IL-12
TGF-
IFN-
oxLDL
PDGF
TH1-Lymphozyten
IFN-
IL-2
TNF-
Induktion von CD40
CD40-Ligand induziert Sekretion von Metalloproteinasen
Aktivierung von Makrophagen
Hemmung der Proliferation der glatten Muskelzellen
Hemmung der Kollagensynthese
Induktion von Matrix-Metalloproteinasen
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Glatte Muskelzellen
Vasoaktive Mediatoren
Arachidonsäure-Derivate
Stickstoffmonoxid
Endothelin
Angiotensin II
Matrixmodulatoren
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Proteasen
Proteaseninhibitoren
Matrixproteine
Chemokine
Adhäsionsmoleküle
PDGF
IL-1
TNF-
TGF-
IFN-
(siehe Endothelzellen)
(siehe Makrophagen)
-Lymphozyten)
-Lymphozyten)
___________________________________________________________________________
PC
vWF
MCSF
übrige Abkürzungen
Phosphorylcholin
von Willebrand-Faktor
Makrophagenkolonie stimulierender Faktor
siehe Text
Die Makrophagen spielen in der ersten Phase der Entstehung der Atherosklerose eine
Schlüsselrolle. Diese Rolle kommt ihnen durch ihre Scavenger-Rezeptoren («Aas-Rezeptoren») und
ihre Toll-ähnlichen Rezeptoren (Rezeptoren, welche Pathogen-assoziierte molekulare Muster
erkennen können) zu (Tab.3).
Tab.3
Rezeptoren der Makrophagen, welcher in der Pathogenese der Atherosklerose eine
Schlüsselrolle spielen.
___________________________________________________________________________
Rezeptor
binden ....
Scavenger-Rezeptoren
bakterielle Endotoxine
fragmentierte apoptotische Zellen
oxydierte Low density Lipoproteine (oxLDL)
aktivieren ....1
___________________________________________________________________________
Toll-ähnlicher Rezeptoren bakterielle Toxine
Makrophagen
Stressproteine
dendritische Zellen
Hitzeschockprotein 60
Mastzellen
oxydierte Low density Lipoproteine (oxLDL) Endothelzellen
___________________________________________________________________________
1
Alle diese Zellen können inflammatorische Zytokine, Proteasen, Radikale und vasoaktive Mediatoren
bilden.
Die Leber-X-Rezeptoren (LXRs) stehen nicht nur im Dienst des Lipidstoffwechsels, sondern
interagieren auch mit der akuten Entzündungsreaktion (angeborene Abwehr). Am Mausmodell konnte
nachgewiesen werden, dass Agonisten der LXRs die Expression eines Clusters von Genen, welche in
die akute Entzündungsreaktion involviert sind, in aktivierten Makrophagen zu hemmen vermögen
(Abb.4). Allerdings können Agonisten der LXRs noch nicht als potentielle Medikamente betrachtet
werden, weil sie als «Nebenwirkung» zu einer Hypertriglyzeridämie führen können.
Abb.4
Die Wirkung der Leber-X-Rezeptoren
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Die Leber-X-Rezeptoren spielen eine Schlüsselrolle im Lipidstoffwechsel. Hier sind sie namhaft an der
Verarbeitung der oxydierten Low density Lipoproteine. Sie vermögen aber auch Einfluss auf die akute
Entzündungsreaktion zu nehmen, indem sie die Induktion der Expression wichtiger Elemente der akuten
Entzündungsreaktion hemmen können. - Das CD14-Oberflächenprotein entspricht dem Rezeptor für die
Lipopolysaccharide von gramnegativen Bakterien.
ApoE: Apolipoprotein E; oxLDL: oxydiertes Low density Lipoprotein; ABC: ATP-abhängige Kassettenproteine
(Transportproteine); RXR: Retinoid-X-Rezeptor; MMP: Matrixmetalloprotease; MCP: Monozyten chemotaktisches
Protein; NO: Stickoxyd; NF
CD36
oxLDL
ScavengerRezeptor
CD14
oxLDL
Oxysterole
LXR RXR
FETTSTOFFWECHSEL
Apo E
Apo A1
ABC
ENTZUENDUNG
IL-6 (NFkB)
IL-1 (NFkB)
MCP (NFkB)
Cox-2
NO
MMP-9
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4.
Medikamentöse Therapie der Atherosklerose mit Statinen
Statine sind Hemmer der Hydroxymethylglutaryl-Coenzyms A (HMG-CoA)-Reduktase. Sie
senken deshalb die Serumkonzentration der LDL, aber auch des C-reaktiven Proteins (CRP) (Abb.5).
Die
HMG-CoA-Reduktase
ist
ein
Schlüsselenzyme,
welches
die
Geschwindigkeit
der
Cholesterinbiosynthese grundlegend bestimmt. Sie hat eine Halbwertszeit von einigen wenigen
Stunden.
Makrophagen,
welche
durch
die
oxLDL
stimuliert
worden
sind,
sezernieren
proinflammatorische Zytokine, welche lokal zu einer Entzündungsreaktion und sogar einer
Thrombosierung führen können (NEJM 344, 2016, 2001). Eines der wichtigeren dieser
proinflammatorischen Zytokine ist das Interleukin-6 (IL-6), welches in der Leber die Sekretion von
Proteinen der Phase der akuten Antwort induziert.
Neben den Makrophagen existieren noch andere Aktivatoren von Proteinen der Phase der
akuten Antwort, wie Nikotinabusus, chronische Infekte (Bronchitis), oxydativer Stress und Adipositas.
In der Phase der akuten Antwort kann eine Erhöhung der Triglyzeride und einer Reduktion der HDL
beobachtet werden; das C-reaktive Protein (CRP), ein wichtiger Mediator der Phase der akuten
Antwort, kann eine vermehrte Aufnahme von LDL durch die Makrophagen induzieren. Dies könnte das
erhöhte Risiko für Infarkte bei Patienten mit erhöhten CRP-Serumkonzentrationen (siehe oben)
erklären.
In klinischen Studien konnte eine Reduktion der Proteine der Phase der akuten Antwort durch
die Gabe von Statinen beobachtet werden. Der Mechanismus dieser Wirkung ist noch nicht geklärt. Es
könnte sein, dass am Anfang dieses Prozesses eine durch Statin hervorgerufene verminderte
Ablagerung von Cholesterin und Phospholipiden in der Arterienwand steht.
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Abb. 5
Therapie der Atherosklerose mit Statinen
Die Instabilität von atheromatösen Plaques wird durch eine vermehrte Sekretion von Zytokinen durch
Makrophagen und T-Lymphozyten provoziert. Die Statine scheinen in den ahteromatösen Plaques drei
Hauptwirkungen zu zeigen: (1) Sie reduzieren die Ansammlung von Cholesterin in den Schaumzellen. (2) Sie
schränken die Migration der glatten Muskelzellen aus der Tunica media in die Intima ein. (3) Sie verringern die
Oxydation der LDL. Zusätzlich hemmen sie die Cholesterinsynthese in der Leber und steigern die Expression
der LDL-Rezeptoren.
IL-1, TNF-
MAKROPHAGEN
, Proteasen
IFN- 
T-LYMPHOZYTEN
GLATTE MUSKELZELLEN
PDGF
Fibrinogen (+)
Migration aus
der Tunica media
IL-1
TNF-  (+)
Synthese von
Metalloproteinasen
Kollagenabbau
TGF- 
PDGF (+)
Kollagensynthese
IFN-  (-)
Mechanischer
Stress (+)
Proliferation
IFN-  (-)
Absorption von
mechanischer Energie
SCHAUMZELLEN
(aus Makrophagen)
Unelastisch, wenn
voll beladen
Oxydiertes LDL
IL-1
TNF-  (+)
Synthese von
Metalloproteinasen
Kollagenabbau
LDL
5.
Präeklampsie
Circulation Research 88: 1210-1215, 2001
Die Präeklampsie ist eine Störung, die bei zirka 10% der Schwangerschaften auftritt und zu
einer Verengung der Blutgefässe des Uterus führt. Folge davon ist ein verlangsamtes Wachstums des
Fötus oder gar eine frühzeitige Lösung der Plazenta. Bei Patientinnen mit einer Präeklampsie wird im
Blutserum eine erhöhte Konzentration des S-Nitrosoalbumins gefunden. Die erhöhte Konzentration
von S-Nitrosoalbumin weist darauf hin, dass beim Krankheitsbild der Präeklampsie zu viel
Stickstoffmonoxid (NO) an Albumin gebunden ist. Dadurch kann das NO seine physiologische
Funktion der Gefässdilatation nicht mehr in genügendem Ausmass wahrnehmen.
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Die Bindung von NO an Albumin wird von Vitamin C reguliert: Vitamin C sorgt dafür, dass
nicht zu viel NO von Albumin gebunden wird und es für seine Funktion zur Verfügung steht. Es konnte
gezeigt werden, dass Patientinnen mit einer Präeklampsie von einer hochdosierten Vitamin CTherapie profitieren können.
Vernetzung: Wiederholung des Texts aus dem Zusatz: 01 Hypoxie
Stickstoffmonoxid (NO) wirkt dem hypoxischen «Stress» entgegen:
Provokation einer Schwellung und von entzündlichen Veränderungen im Gebiet der Hypoxie
Unterstützung der Makrophagen beim Abtöten von Mikroben
Einfluss auf Mitochondrien
.
Hemmung der Cytochromoxydase, dadurch Reduktion der Synthese von ATP
.
Hemmung des Transfers von Elektronen aus den Mitochondrien auf Sauerstoff.
Dadurch verminderte Bildung von Superoxiden.
Stabilisierung den HIF-1.
In der Lunge sorgt das NO für:
eine Dilatation der Blutgefässe
eine Erhöhung des Blutdurchflusses
eine Reduktion des Blutdrucks
eine Erhöhung der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins.
Das NO wird in der Lunge synthetisiert. Die Konzentration des NO ist bei Bewohnern hochgelegener
Siedlungen (z.B. in den Anden oder in Tibet) erhöht.
Das NO ist auch an der Steigerung der Atemfrequenz beteiligt, allerdings nur indirekt über das SNitrosohämoglobin (Hb-SNO). Wenn die Erythrozyten oxygeniert werden, bilden sie Hb-SNO. Bei einer
Hypoxie wird dieses Hb-SNO durch die Membran der Erythrozyten hindurch an das Glutathion im
Blutplasma abgegeben. Es entsteht S-Nitrosoglutathion. Diese Molekül wird in Neuronen des Nucleus
tractus solitarius zu S-Nitrosocystein metabolisiert. Das S-Nitrosocystein induziert dann einen
Signalprozess, welcher eine Steigerung der Ventilationsrate zur Folge hat.
In den Lungenalveolen führt eine Hypoxie zu folgenden Veränderungen: (1) eine Vasokonstriktion
begleitet von einem Anstieg des intrapulmonalen Druckes, (2) eine Hemmung des Austritts von Na +
und H2O aus dem Alveolarlumen in die Kapillaren des Interstitiums wegen einer Störung der NatriumKanäle der Alveolarwandepitelien und (3) eine Anregung der Alveolarwandmakrophagen zur Bildung
von pro-inflammatorischen Zytokinen, Wachstumsfaktoren und Sauerstoffradikalen. Die Störung der
Natrium-Kanäle wird als Ursache des Lungenödems bei der Höhenkrankheit betrachtet. Folgen dieser
Veränderungen sind eine Steigerung der Atemfrequenz (Ventilation) oder/und eine pulmonale
Hypertension.
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