Pathobiologie/Pathobiochemie Teil 1

Pathobiologie/Pathobiochemie
Teil 1
Lektion 1
20.09.10
Einführung und Grundlagen
Lektion 2
27.09.10
Gedächtnisstörungen
Pathobiologie der Sucht
Lektion 3
4.10.10
Lektion 4
11.10.10
Pathobiologie der Sinnesorgane
Augenkrankheiten
Lektion 5
18.10.10
Herz-Kreislaufkrankheiten
Lektion 6
25.10.10
Pathobiologie des Schmerzes
Lektion 7
1.11.10
Neurodegenerative Erkrankungen und andere
Erkrankungen des Nervensystems
(Selbststudium)
Hautkrankheiten
1
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
1
Stoff aus dem Lehrbuch zu Lektion 5
G. Thews, E. Mutschler, P. Vaupel
Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie
des Menschen (6. Auflage)
Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH
Stuttgart, 2007.
Grundlagen aus der Anatomie/Physiologie:
Kapitel 8 und 9: Seiten 191-221 und 239-277
Pathophysiologie des Herzens:
Kapitel 8: Seiten 221-237
Pathophysiologie des Gefässsystems:
Kapitel 9: Seiten 277-294
2
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
2
Rekapitulation
Bedeutung eines intakten Blutgefässbaums
- Metabolismus: Ernährung, Entsorgung
- Entzündung/Immunreaktion: Leukozytenrekrutierung
- Hämostase: Thrombose - Hämorrhagie
3
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
3
*
Pathophysiologie des Gefässsystems
•
Kongenitale Anomalien
Arteriovenöse Fisteln (Kurzsschlussverbindungen
zwischen arteriellen und venösen Gefässen)
•
Gefässverletzungen
Hämostase, Reparaturprozesse, Intima-Verdickung
•
Thrombosen
Bildung von Thromben; Embolien
•
Arteriosklerose
Bildung und Stadien arteriosklerotischer Plaques
Behandlungsmöglichkeiten
•
Hypertonie
Essentielle Hypertonie
Sekundäre Hypertonie (renal, endokrin, kardiovask., neurol.)
•
Entzündungen, Vaskulitis
Arteriitis temporalis (giant cell arteritis), KawasakiKrankheit, Wegener Granulomatose u.a.m.
•
Aneurysmen
Aneurysma der abdominalen Aorta
•
Varizen
Krampfadern
•
Tumoren des Gefässsystems
Benigne Tumoren: Hämangiome, Lymphangiom
Niedrig-maligne Tumoren: Kaposi-Sarkom
Maligne Tumoren: Angiosarkom
4
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
4
Rekapitulation
Blutgefässe
Robbins
Funktionsspezifische Spezialisierung der Ausgestaltung des vaskulären Systems. Obwohl sich die Grundstruktur aller Gefässe
gleicht, unterscheiden sich die verschiedenen Gefässe in der Schichtdicken und der zellulären Zusammensetzung, je nach Funktion.
5
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
5
Rekapitulation
Wandaufbau der Blutgefässe
Aufbau und Zusammensetzung der Gefässwand
variieren in den verschiedenen Abschnitten des
Gefässsystems. Das Endothel ist eine überall
einschichtige “Zelltapete”, wogegen die Dicke der
glatten Muskulatur und der Gehalt an Faserstrukturen sehr unterschiedlich ist. Der Tonus der
Gefässmuskulatur kann durch Signalübertragung an
myoendothelialen Kontaktstellen (Gap junctions)
und durch Substanzen beeinflusst werden, die von
Endothelzellen gebildet werden.
Tunica interna (Intima): Endothel, Basalmembran
Tunica media (Media): glatte Muskulatur
Tunica externa (Adventitia): externe elastische
Lamina und Bindegewebe
Wandaufbau der Gefässe. A: Arterie vom elastischen Typ. B: Arterie vom muskulären Typ. C:
Vene. D: Kapillare
Endothel: regulierbare Barriere, selektive Permeabilität, beteiligt an der Angiogenese
und Wundheilung
Glatte Gefässmuskulatur: “Motor” der Gefässwand, aktive Spannunsgentwicklung
(Tonus), spontane Kontraktionsrhythmik (Vasomotion)
Innervation der Gefässe: Vasomotoren (sympath. Nerv.), noradrenerge (α1- und α2Rezeptoren) und adrenerge (β-Rezeptoren) Stimulation, peptiderge Modulation
Nicht-zelluläre Bestandteile: Basalmembran, elastische und kollagene Fasern,
Grundsubstanz
6
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6
Rekapitulation
Kontraktion der Blutgefässe
Klinke/Silbernagl
7
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7
Rekapitulation
Typen des Kapillarendothels
Klinke/Silbernagl / Robbins
Wand einer kleinen Arterie im
Myokard
Das Endothel (E) ist von der
glatten Muskulatur durch eine
dünne Membran (ET; internal
elastic lamina) getrennt.
H: perivaskulärer Fibroblast
L: Gefässlumen
N: Zellkern
SM: glatte Muskelzelle
8
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8
(*)
Gefässverletzung
Robbins
Auf Verletzung reagieren die Gefässe
mit der Bildung einer Neointima, und
zwar mittels (1) Migration von glatten
Muskelzellen von der Media zur Intima,
(2) Proliferation von Intimazellen und (3)
Synthese von extrazellulärer Matrix. Die
wandernden Zellen verlieren ihre Kontraktionsfähigkeit, aber sie gewinnen
Proliferationsfähigkeit. Überschiessende Proliferation führt zur Verdickung der
Intima. Kleine Lücken im Endothel
werden durch Nachbar-Endothelzellen
geschlossen; bei grossen Lücken sind
die Reparaturmechanismen komplexer.
Funktionen
und Rolle der
Endothelzellen
Endothelzellaktivierung
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(*)
Blutungen (Hämorrhagien)
Robbins
Hämorrhagien können extern oder in einem Gewebe ablaufen: Akkumulation von Blut in einem Gewebe wird als Hämatom
bezeichnet.
• Kleine Hämorrhagien (1-2 mm) in der Haut oder Schleimhaut werden als Petechien bezeichnet und kommen durch lokal
erhöhten intravaskulären Druck, niederen Blutplättchengehalt oder defekte Plättchenfunktion zustande.
• Etwas grössere Hämorrhagien (≥3 mm) werden als Purpura bezeichent und können dieselben Ursachen wie Petechien
haben oder durch Traumen, Vaskulitis oder andere Gefässstörugen (z.B. Amyloidose) ausgelöst werden.
• Grössere (>1 bis 2 cm) subkutane Hämatome werden als Ecchymosen bezeichnet und sind charakteristisch für
Traumen. Die Erythrozyten in diesen Hämatomen werden durch Makrophagen phagozytiert. Das Hämoglobin wird
enzymatisch in Bilirubin abgebaut (blau-grüne Farbe) und schliesslich in Hämosiderin (gold-braune Farbe), was die
Farbveränderung eines Hämatoms erklärt.
• Grosse Hämatome in Körperhöhlen tragen verschiedene Namen (Hämothorax, Hämoperitoneum etc.).
A: Petechien in der Schleimhaut des Darm-Kolons (die Hämorrhagie trat infolge Thrombozytopenie ein).
B: Fatale intrazerebrale Blutung
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10
*
Ablauf einer Hämostase
Robbins
Primäre Hämostase: Stillstand
kleinerer Blutungen durch Vasokonstriktion und
Abdichtung des
Gefässdefektes
durch Thrombozyten.
Sekundäre Hämostase: charakterisiert durch Ausbildung eines
Fibringerinnsels
über das exogene
und endogene
Gerinnungssystem.
A: Nach einer Verletzung kommt es durch lokale neurohumorale Faktoren zu einer Vasokonstriktion.
B: Thrombozyten adhärieren an extrazelluläre Matrix (ECM) via von Willebrandfaktor (vWF) und werden aktiviert (shape change).
C: Lokale Aktivierung der Koagulationskaskade, Fibrinpolymerisierung und Fixierung der Blutplättchen in den hämostat. Pfropf.
11
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D: Gegenregulation mit Ausschüttung von Plasminogenaktivator (t-PA) und Thrombomodulin (Limitierung des hämostat. Prozesses).
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11
Rolle des Endothels
Robbins
Schematische Darstellung der Pro- und Anti-Koagulationseffekte der Endothelzellen (nicht eingezeichnet die pro- und
antifibrinolytischen Aktivitäten). vWF: von Willebrand-Faktor; PGI2: Prostacyclin; NO: Stickstoffmonoxyd; t-PA: Gewebe-(tissue)
Plasminogen-Aktivator; Thrombinrezeptor = Protease-aktivierter Rezeptor (PAR).
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12
Adhäsion und Aktivierung von Thrombozyten
Links oben: (1) Adhäsion der Blutplättchen an subendotheliale
Strukturen (der von Willebrandfaktor (vWF) bildet die Adhäsionsbrücke zwischen subendothelialem Kollagen und dem GpIbPlättchenrezeptorkomplex). (2) Reversible Plättchenaggregation
über Fibrinbrücken, in welche der GpIIb-IIIa-Komplex involviert ist.
(3) Ausbildung eins irreversiblen Thrombozytenpfropfs und (4)
Aktivierung von Gerinnungsfaktoren nach Kontakt mit Phospholipidmatrix der Zellmembran.
Rechts unten: Siehe oberen Text; zusätzliche Angabe von verschiedenen Defekten, die zu Krankheiten führen.
13
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13
Koagulationskaskade
Robbins
Schematische Darstellung der Konversion von Faktor X zum Faktor Xa, der Faktor II (Prothrombin) zum
Faktor Iia (Thrombin) konvertiert. Der erste Komplex, der sich auf der Plättchenoberfläche bildet,
besteht aus einem Enzym (Faktor IXa), einem Substrat (Faktor X), einem Reaktionsbeschleuniger
(Faktor VIIIa) und Ca2+-Ionen. Aktivierter Faktor Xa ist selbst das Enzym im zweiten
Komplex, in welchem Thrombin gebildet wird.
Zentrale Rolle des Thrombins in der Hämostase
Thrombin spaltet Fibrinogen zum Fibrin und aktiviert
Faktor XIII, was die Ausbildung eines Fibringerüsts
ermöglicht. Thrombin induziert die Plättchenaggregation und -Sekretion (z.B. von TxA2) aber auch direkt.
Ferner aktiviert Thrombin das Endothel, sodass
Leukozyten-Adhäsionsmoleküle und verschiedene
fibrinolytische (t-PA) und vasoaktive Moleküle (NO,
PGI2) oder Zytokine (PDGF) gebildet werden. Ebenso
aktiviert Thrombin monozytäre Immunzellen.
14
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14
Fibrinolyse
Robbins
Defekte im Fibrinolyse-System können zu Thromboseneigung führen
15
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15
*
Thrombosen, Embolien
Robbins
Embolus = Blutpfropf,
der an einen distalen
Ort geschwemmt wird.
Embolie = Verlegung
eines Gefässlumens
durch einen Embolus.
Grosser Embolus in einer
tiefen Beinvene
Mögliche Folgen einer venösen Thrombose
16
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Thrombose in Arterie (A: H&E-Färbung; B: Färbung für elastisches Gewebe)
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16
*
Infarkt
Robbins
Infarkt = Gewebebereich mit ischämischer Nekrose, verursacht durch fehlende
(verlegte) arterielle Blut-(Sauerstoff)-Versorgung oder verlegten venösen Abfluss.
A: Hämorrhagischer Infarkt in der Lunge (aufgrund einer venösen Okklusion)
B: Scharf begrenzter weisser Infarkt in der Milz (aufgrund einer arteriellen
Okklusion)
Vernarbter Cortex der Niere:
Folge eines früheren Infarkts.
17
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17
*
Arteriosklerose
Robbins
Klinischer Verlauf der Arteriosklerose-Entwicklung
Plaques entwickeln sich meist
langsam und schleichend über
viele Jahre, beginnend bereits
im Jugendalter. Von sog. Fatty
Streaks über fibröse Plaques
können sich schliesslich komplexe Plaques ausbilden, die
klinische Konsequenzen nach
sich ziehen.
18
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18
(*)
Arteriosklerose
Robbins
Arteriosklerotische
Plaque
Besteht aus proliferierenden glatten Muskelzellen,
Makrophagen,
Lymphozyten, Schaumzellen und
extrazellulärer Matrix. Das
nekrotische Zentrum besteht aus totem Zellmaterial,
extrazellulären
Lipiden mit Cholesterinkristallen und Schaumzellen.
Stufen der arteriosklerotischen Plaques
19
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19
*
20
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Arteriosklerose
Endotheliale Dysfunktion
Fatty Streaks
arteriosklerotische Plaque
Plaqueruptur
from: R. Ross, Atherosclerosis - an inflammatory disease. 1999. New Engl J Med 340:115
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
20
*
Zelluläre Beteiligungen in der Arteriosklerose
Robbins
21
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
21
(*)
Vulnerable Plaque
Robbins
Plaque-Ruptur
A: Plaque-Ruptur ohne Thrombus-Beteiligung (eines Patienten, der plötzlich starb).
B: Akute koronare Thrombose aufgrund
einer Plaque-Ruptur. Es kam dabei zu
einem fatalen Myocardinfarkt.
Vergleich zwischen vulnerabler und stabiler Plaque.
Stabile Plaques haben kollagenöse, verdickte fibröse
Caps mit geringem Entzündungszustand und kleinerem
Lipidanteil. Vulnerable Plaques sind ruptur-gefährdet,
weil sie dünne fibröse Caps und grosse Lipidvolumina
besitzen und gleichzeitig einen höheren Entzündungszustand aufweisen.
22
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
22
*
Klinische Manifestationen der Arteriosklerose
Klinische Komplikationen der
Arteriosklerose
Fatty Streak
A: Aorta mit Fatty
Streak
C: Fatty Streak mit
Schaumzellen
Arteriosklerotische
Plaque
A: milde Form
B: fortgeschrittene
Form
23
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
23
*
Klinische Manifestationen der Arteriosklerose
Organmanifestationen der Arteriosklerose
betroffenes
Organ
Herz
ZNS
akuter, irreversibler
Verschluss mit
Parenchymnekrose
Myokardinfarkt
akuter, reversibler
Verschluss ohne
Parenchymnekrose
Angina pectoris
zerebrovaskulärer
Insult
transient ischämische Pseudobulbärparalyse
vaskul. Demenz
Attacke
Extremitäten PAVK IV
chronischprogredienter
Verschluss
Herzinsuffizienz
-
Claudicatio
intermittens
Nieren
Niereninfarkt
“prärenale
Niereninsuffizienz”
Retina
ZentralarterienThrombose
Amaurosis fugax
chronische
Niereninsuffizienz
art. Hypertonie
-
Darm
Mesenterialinfarkt
(ischämische Colitis)
Angina abdominalis
Histologie einer arteriosklerotischen Plaque einer Koronararterie. A: Übersicht, mit
fibrösem Deckel (F) und einem zentralen Lipidteil (C). Das Lumen (L) ist mässig reduziert.
Der Pfeil zeigt den plaque-freien Teil der Arterienwand. Kollagen ist hier blau angefärbt.
B: Höhere Vergrösserung des Plaque-Teils. C: Noch höhere Vergrösserung des
Übergangs vom Deckel zum Lipidteil zeigt verstreute Entzündungszellen.
24
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
24
(*)
Arteriosklerose: Risikofaktoren
Gegebene Risikofaktoren
Wichtige Faktoren
Zusätzliche Faktoren
• Zunehmendes Alter
• Adipositas
• Männliches Geschlecht
• Physische Inaktivität
• Familiäre Vorbelastung
• Stress
• Genetische Defekte
• Postmenopausale
Östrogentherapie
Kontrollierbare Risikofaktoren
Wichtige Faktoren
Zusätzliche Faktoren
• Hyperlipidämie
• Alkohol
• Hypertonie
• Lipoprotein Lp(a)
• Zigaretten rauchen
• Einnahme von viel
gesättigten Fettsäuren
• Diabetes
• Chlamydia-Pneumonie
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Geschätztes Risiko, bei Kumulation verschiedener
Risikofaktoren innerhalb von 10 Jahren eine Koronarerkrankung zu entwickeln
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Arteriosklerose: Medikamentöse Therapie
Zusammenstellung: B. Biedermann, Bruderholzspital BL
A. Alle Patienten
Primärprävention
• Antihypertensiva
- Diuretika
- β-Blocker
• Nikotinstop
Sekundärprävention
• Aspirin
• Statine
• ACE -Hemmer (HOPE)
• Nikotinstop
B. Diabetiker
Primärprävention
• Fibrate
• Antihypertensiva
• Aspirin
• Glucosekontrolle
• Nikotinstop
Sekundärprävention
• Statine/Fibrate
• Antihypertensiva
• Aspirin
• Nikotinstop
26
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
26
Arteriosklerose: Behandlungspflichten
Zusammenstellung: B. Biedermann, Bruderholzspital BL
Patient
akute oder chronische
Arteriosklerose
-
Diabetes
mellitus
+
Aspirin
BD-Kontrolle
+
Aspirin
(akute KHK: Statine,
β-Blocker)
Cholesterin↓
Arterielle
Hypertonie
-
+
(Glucosekontrolle)
Diuretika
β-Blocker
-
Diabetes
mellitus
+
BD-Kontrolle
Cholesterin↓
27
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
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*
Blutdruck: Grundlagen
Fölsch / Kap 9
Der Blutdruck (BD) ist das Produkt von Herzzeitvolumen (HZV) und peripherem Widerstand (R).
BD (mm Hg) = HZV (l/min) x R (dyn x cm-5/s)
Systolischer Blutdruck (SBD)
wird durch den vom linken Ventrikel geleisteten maximalen Auswurfdruck bestimmt.
Diastolischer Blutdruck (DBD)
ist die Resultante der Elastizität der Aorta und der grossen Arterien.
Diese dehnen sich in der Systole aus und geben den Druck in der Diastole wieder ab, sodass ein kontinuierlicher Blutfluss gewährleistet ist.
Akute Regulation des BD
(Sekunden)
- Barorezeptoren: Dehnungsrezeptoren in den Wänden der A. carotis
und des Arterienbogens werden ab 80 mm bis 180 mm zunehmend
aktiviert: Inhibition der sympatischen Nervenaktivität ( Vasodilatation,
Reduktion der Herzfrequenz) und Stimulation der vagalen Efferenzen
( Verstärkung der Bradykardie). Folge: Abfall des erhöhten BD.
- Chemorezeptoren registrieren hohe CO2-/Laktat-Spiegel und lösen
eine sehr starke Sympatikusstimulation aus (maximale Vasokonstriktion
zur Gewährleistung der Hirndurchblutung).
Hormonelle Regulation des BD - Catecholamin-System (sympatisch vermittelt)
(Minuten/Stunden)
- Renin-Angiotensin-System
- Vasopressin-System
- Endothelin/NO-System
28
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
28
*
Blutdruckregulation
Robbins
In der Regulation des Blutdrucks spielen der kardiale Ausstoss (Herzzeitvolumen) und der periphere Gefässwiderstand eine wichtige Rolle.
29
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
29
*
Blutdruckregulation
Robbins
Zusammenspiel des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems und
des natriuretischen Peptids (ANP)
bei der hormonalen Blutdruckregulation.
30
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(*)
Hormonale Blutvolumenregulation
Robbins
Wirkung auf den Blutdruck von
Störungen im Renin-Angiotensin-System
Rot: Genetische Störungen, die
zu Enzymdefekten führen.
Blaugrün: Erworbene Störungen
ENaC: Epithelialer Natriumkanal
31
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31
Blutdruckmessung
Klinke/Silbernagl
32
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32
(*)
Blutdrucknormalwerte
Fölsch / Abb 9.1
Altersabhängige Blutdrucknormalwerte für Männer und Frauen
33
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
33
(*)
Blutdruck und Lebenserwartung
Fölsch / Abb 9.4/9.5
Abhängigkeit der Letalität von der
systolischen und diastolischen Blutdruckhöhe.
Lebenserwartung 35- und 55-jähriger
Männer in Abhängigkeit von ihrem
Blutdruck (die Erhebung dieser Zahlen
liegt einige Jahre zurück, doch die
relativen Werte treffen nach wie vor zu).
34
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
34
Multifaktorielle hormonale Regulation
35
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(*)
Definition und Formen der Hypertonie
Hypertonie = chronische Erhöhung des diastolischen (und meist auch des systolischen) Blutdrucks auf >90 (>140) mm.
Essentielle (primäre) Hypertonien
Umfassen 90-95% aller Hypertonien;
diverse ätiologische und pathogenetische Faktoren
Sekundäre Hypertonien
Nierenerkrankungen, endokrin aktive
Tumoren, Medikamente
36
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
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(*) Essentielle Hypertonie: Klassifikation & Ursachen
Eine arterielle (essentielle, primäre) Hypertonie entsteht dann,
wenn bestimmte Störungen das Verhältnis zwischen
Blutvolumen und dem totalen peripheren Gefässwiderstand
verändern.
Die essentielle Hypertonie ist eine komplexe kardiovaskuläre
Erkrankung, deren Ausprägung multifaktoriell ist, wobei
genetische und Umweltfaktoren zusammenspielen.
Das Vorliegen einer essentiell oder auch idiopathisch
genannten Hypertonie kann nur durch Ausschluss einer
sekundären Hypertonie angenommen werden.
37
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
37
Gefässpathologie bei Hypertonie
Robbins
Gefässpathologie bei Hypertonie
A: Hyalin-Arteriosklerose. Die Wand der Arteriole ist hyalinisiert und das Gefässlumen ist markant reduziert.
Die Hyalin-Arteriosklerose wird häufig bei älteren Patienten beobachtet, sowohl bei normotensiven als auch bei
hypertensiven Personen. Es wird vermutet, dass diese Gefässe für gewisse Plasmakomponenten durchlässig
geworden sind, weshalb die Gefässwand extrazelluläre Matrix zum Abdichten bildet.
B: Hyperplastische Arteriosklerose mit völligem Verschwinden des Gefässlumens. Sekundär resultieren
ischämische Veränderungen.Die hyperplastische Arteriosklerose wird bei stark erhöhtem Blutdruck beobachtet
(diastolischer Druck > 110 mm Hg).
38
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
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*
Sekundäre Hypertonien
Hypertonie als Folge einer erworbenen oder angeborenen klar zuzuordnenden Ursache
(sekundäre Hypertonie) ist relativ selten (<10%). Im Kindesalter (>30%) und abnehmend bis
zum 40. Lebensjahr sind sekundäre Ursachen jedoch häufiger.
Formen der sekundären Hypertonie
• Portale Hypertonie (Pfortaderhochdruck der Leber) aufgrund eines (1) prähepatischen, (2)
intrahepatischen oder (3) posthepatischen Blocks. Folgen: Bildung von Kollateralkreisläufen
und inneren Varizen (Ösophagusvarizen).
• Renale Hypertonie (Nierenhochdruck) aufgrund von (1) renoparenchymatöse Erkrankungen
(Glomerulonephritis) oder (2) vaskulären Erkrankungen (arteriosklerotische Stenosen).
• Pulmonale Hypertonie (s. unten bei Herzkrankheiten).
• Endokrine Hypertonieformen aufgrund von (1) Dysfunktionen der Nebennierenrinde
(Cushing, primärer Aldosteronismus, kongenitale Nebennierenhyperplasie), (2) exogen
zugeführte Steroidhormone), (3) Tumoren (z.B. Phäochromozytome), (4) Schilddrüsendysfunktionen, (5) Akromegalie.
• Kardiovaskuläre Ursachen (s. vorherige Seiten).
• Zentrale Ursachen aufgrund (1) erhöhtem Hirndruck, (2) Schlafapnoe, (3) akuter Stress (inkl.
Operationen); (4) psychogene Ursachen.
• Medikamentöse
Cyclosporin A
Hypertonie:
Ovulationshemmer,
Glyzyrrhetin-Säure,
Erythropoietin,
39
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
39
(*)
Renovaskuläre Hypertonie
Robbins
Mutationen in Ionentransportern der Niere, die zu einer sekundären (nephrogenen) Hypertonie führen.
40
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CCT: kortikaler Tubulus; DCT: distaler Tubulus (Konvolut); TAL: distaler Tubulus (dicker aufsteigender Ast der HenleSchlaufe); AI: Angiotensin I; AII: Angiotensin II; ACE: Angiotensin Converting Enzyme; MR: Mineralocorticoid-Rezeptor;
GRA: Glucocorticoid-remediable Aldosteronismus; PHA1: Pseudohypoaldosteronismus Typ-1; AME: Apparent
Mineralocorticoid Excess; 11β-HSD2: 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase; DOC: Deoxycorticosteron.
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
40
(*)
Vaskulitis
Robbins
Vaskulitis ist eine Entzündung der Gefässwand, die verschiedene Krankheitsformen auslöst. Eine davon ist die Arteriitis temporalis (s. unten).
Schematische
Darstellung mit den bevorzugten Gefässarten der
verschiedenen Vaskulitis-Formen
Arteriitis temporalis (giant cell arteritis)
41
A: Giant cells an der degenerierten elastischen
Membran; diese Degeneration ist auch sichtbar in der
spezifischen Färbung für elastisches Gewebe (B),
das auch die Verdickung der Intima (IT) darstellt.
Klinisch tritt die Krankheit ab 50 Jahren auf, mit
Symptomen wie Gesichts- und Kopfschmerzen, in
schweren Fällen Visus-Beeinträchtigung.
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
41
(*)
Varizen
Robbins
Krampfadern (Varizen) sind erweiterte, oberflächlich verlaufende Venen. Von der Varikosis sind
fast 50% der Frauen und 25% der Männer betroffen; an Ulcus cruris (offenes Bein; meist nach
erlittenen Thrombosen) leiden 1-2%.
In den Beinen wird zwischen dem oberflächlichen und dem tiefliegenden Venensystem unterschieden, die
über die Verbundvenen (Perforansvenen) miteinander verbunden sind. Der Blutrückfluss wird mittels
Venenklappen, Muskelpumpe und Arterienpulswelle aufrecht erhalten. Varizenbildung siehe unten.
Primäre Risikofaktoren: Erbliche Veranlagung (90%), Geschlecht, hormonelle Einflüsse (Östrogene,
Schwangerschaft). Sekundäre Risikofaktoren: Alter, Übergewicht, langes Stehen und Sitzen, Bewegungsmangel, ungünstige Kleidung.
Therapiemöglichkeiten: (1) Allgemeinmassnahmen, (2) Physikalische Therapie, Kompressionsbehandlung, (3) Medikamentöse Behandlung, (4) Verödung, (5) Varizenchirurgie.
Varizen bilden sich aufgrund von Venenerweiterungen (z.B. infolge Bindgewebsschwäche)
oder Venenklappeninsuffizienz (primäre Varikose) oder aufgrund von anderen Venenerkrankungen (z.B. tief liegende Thrombosen) (sekundäre Varikose). Varizen können sich in
verschiedenen Ausprägungen manifestieren: Stammvenenvarikosis, Seitenastvarikosis,
retikuläre (netzförmige) Varikosis, Besenreiser (Mikrovarizen in der Haut), Perforansvarikosis
(mit undichter Venenklappe); von links nach rechts. Stadium 1: geringfügige Varikose;
Stadium 2: Varizen, leichte Beschwerden; Stadium 3: deutliche Varikose mit Komplikationen
in der Haut; Stadium 4: ausgedehnte Varikose, Ulcus cruris. Zu den Komplikationen gehören
Venenentzündungen, Risse/Blutungen, Hautveränderungen.
42
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
42
(*)
Aneurysmen
Robbins
Aneurysma
Ausweitung eins arteriellen Blutgefässes infolge angeborener oder erworbener Gefässwandveränderung.
Morphologisch unterschiedliche Formen: sackförmig,
spindelförmig, kahnförmig oder geschlängelt. Pathologisch-anatomisch ebenfalls verschiedene Formen.
Gefahr der Ruptur.
Ursachen: Angeborene Fehlbildung v.a. im Bereich der
Hirnbasisarterien
(intrakranielles
Aneurysma),
Arteriosklerose (Aneurysma der Aorta abdominalis),
Medianekrose, Vaskulitis u.a.m.
Aneurysma der Aorta abdominalis mit Rissbildung
A: Sicht von aussen; der Pfeil weist auf den Aortenriss. B: Blick ins Gefässinnere; der Riss ist im oberen
Bereich sichtbar. Siehe auch die dünne Gefässwand
im Aneurysmabereich.
43
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
43
Hämangiom
Robbins
Das Hämangiom ist ein (besonders in der Jugend) häufig auftretender benigner Tumor mit einer erhöhten Zahl
von normalen und abnormen Blutgefässen. Meist kommt es in der Pubertät zu einer Regression des Tumors.
A: Hämangiom der Zunge. B: Pyogenes Granulom der Lippe. C: Juveniles kapilläres Hämangiom (1:200 Neugeborene ist
betroffen). D: Kavernöses Hämangiom (Blutschwamm). Dieses kann auch grössere Hautbereich erfassen.
44
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
44
(*)
Kaposi-Sarkom
Robbins
Kaposi-Sarkom
ausgelöst durch das Tumorvirus KSHV (Kaposi-Sarkomassoziiertes Herpes Virus)
A: Rote Plaques auf der Haut.
B: Die Histologie zeigt proliferierende spindelförmige Zellen
mit vaskulären Zwischenräumen.
Schematische
Darstellung
des progressiven Verlaufs
des Kaposi-Sarkoms
45
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
45
(*)
Maligne Tumoren
Robbins
Angiosarkom
A: Übersicht eines Angiosarkoms des rechten Herzventrikels. B: Mikroskopische Aufnahme des Angiosarkoms, das dichte Klumpen von anaplastischen Zellen irregulärer Form und vaskuläre Lumen zeigt. C:
Antikörper-Färbung des exprimierten Endothelzellmarkers CD31, das den endothelialen Ursprung dieser
Zellen nachweist.
46
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
46
Prinzipien der Herz-Dysfunktion
•
Störungen der Pumpleistung
Ungenügende Kontraktion des Herzmuskels, ungenügende
Kammerentleerung, ungenügende Muskelrelaxation
•
Flussbehinderung
Klappendysfunktion, erhöhter ventrikulärer Kammerdruck
(bei Stenosen der Herzklappen, systemische Hypertension,
Aorten-Koaktation (Volumeneinengung))
•
Rückfluss
ungenügender Herzklappenverschluss macht zusätzliche Pumpleistung nötig
•
Rhythmusstörungen
Arrhythmien, ventrikuläre Fibrillation, ineffiziente Kontraktion
•
Verletzungen des Herz-Gefässsystems
Wunden, die zu Blutverlust aus den Gefässen führen
47
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47
Rekapitulation
Gliederung des Herzens
Lippert
48
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48
Herzkrankheiten
•
Herzrhythmusstörungen
Sinustachykardien, Sinusbradykardien, Sinusarrhythmien
Erregungsbildungsstörungen, Erregungsleitungsstörungen
•
Herzinsuffizienz
Linksseitig: Ischämie, Hypertonie, Aorten- und Klappendefekte,
nicht-ischämische Myokarderkrankungen
Rechtsseitig: Folge der linksseitigen Insuffizienz oder einer
pulmonalen Hypertonie
•
Hypertensive Herzenkrankheit
Linksseitige/rechtsseitge Hypertension
Linksventrikuläre/rechtsventrikuläre Hypertrophie
•
Ischämische (koronare) Herzkrankheiten
Angina pectoris, Myokardinfarkt, chronische ischämische
Herzkrankheit
•
Herzklappenfehler
Mitral-, Trikuspidal-, Aorten- und Pulmonalklappenfehler
•
Kardiomyopathien
Kongestive (dilatative) Kardiomyopathie (CCM od. DCM)
Hypertrophe Kardiomyopathie (HCM)
Restriktive (obliterative) Kardiomyopathie (RCM od. OCM)
•
Perikarderkrankungen
Perikarditis
•
Angeborene Herzkrankheiten
Klappenstenosen, Septumdefekte, Transposition, multiple Vitien
•
Tumoren des Herzens
Myxome, Lipome, Papilläre Fibroelastome, Sarkome
49
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
49
Rekapitulation
Erregungsbildung und Erregungsleitung
Fölsch
Schematische Darstellung des Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystems des Herzens
Die Koordination der Herzmuskelzellen erfolgt mit Hilfe von elektrischen
Signalen, die normalerweise rhythmisch autonom im Sinusknoten des
Herzens entstehen (= physiologischer
Schrittmacher). Von dort erreichen die
Signale über das Erregungsleitungssystem die Ventrikel, um dann von
Zelle zu Zelle weitergeleitet zu werden,
bis das gesamte Ventrikelmyokard
erregt ist.
(rechter)
(linker)
Purkinje-Fasern
AV-: Atrioventrikular-(Knoten)
50
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
50
*
Erregungsbildung und -leitung
Mutschler
Erregungsbildungs- und
Erregungsleitungssystem
des Herzens, mit den
Aktionspotentialformen, die
für die jeweiligen Fasern
charakteristisch sind.
51
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51
Rekapitulation
Herzerregung
Klinke/Silbernagl
52
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52
*
EKG-Verlauf (I)
P
Erregungsausbreitung in den Vorhöfen.
PQ
vollständige Vorhoferregung, Überleitung
auf das His-Bündel.
Q
Erregungsausbreitung in der Kammerscheidewand.
R
Erregung erfasst grosse Teile der Ventrikel bis zur Herzspitze.
S
Erregungsausbreitung in den Ventrikelwänden in Richtung auf die Herzbasis.
ST
vollständige Ventrikelerregung.
T
Erregunsrückbildung in den Ventrikeln,
beginnend an der Herzspitze.
53
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53
*
EKG-Verlauf (II)
Mutschler
Vereinfachte Darstellung des EKG-Verlaufs.
Dunkelblau: Flächen kennzeichnen die erregten
Myokardanteile. Die Potentialdifferenzen an der
Erregungsfront werden nach Grösse und Richtung
durch einen Integralvektor (Pfeil) dargestellt,
dessen Projektion auf die Ableitungsrichtung
(rechter Arm, linkes Bein) die EKG-Amplitude
bestimmt.
P
Erregungsausbreitung in den Vorhöfen.
PQ
vollständige Vorhoferregung, Überleitung
auf das His-Bündel.
Q
Erregungsausbreitung in der Kammerscheidewand.
R
Erregung erfasst grosse Teile der Ventrikel bis zur Herzspitze.
S
Erregungsausbreitung in den Ventrikelwänden in Richtung auf die Herzbasis.
ST
vollständige Ventrikelerregung.
T
Erregunsrückbildung in den Ventrikeln,
beginnend an der Herzspitze.
54
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54
Rekapitulation
Herzzyklus
Mutschler
Aktionsphasen des
Herzens:
Blutströmungen
(Stromzeitvolumina):
Zeitliche Zuordnung
wichtiger Funktionsparameter:
In den Koronararterien
und im Sinus coronarius
sowie Druckverläufe im
linken Ventrikel und in
der Aorta während der
Herzaktion.
1 Anspannungsphase
2 Austreibungsphase
3 Entspannunsgphase
4 Füllungsphase
Die gelben Querbalken
markieren die
Verschlussdauer der
betreffenden Klappen
SV Schlagvolumen
RV Restblutvolumen
55
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55
* Störungen der Erregungsbildung & Erregungsleitung
Störungen der Erregungsbildung
abnorm
herabgesetzte
Automatie
Störungen der Erregungsleitung
abnorm gesteigerte
Automatie
Blockierungen
getriggerte Aktivität
kreisende
Erregungen
(Reentry)
bradykarde Herzrhythmusstörungen
tachykarde Herzrhythmusstörungen
Bradykardie = verlangsamte Herzfrequenz
Tachykardie = Beschleunigung der Herzfrequenz
(< 60 / min)
(> 100 / min)
56
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
56
Veränderte Automatie
Abnorm gesteigerte Automatie
Werden Zellmembranen der Arbeitsmyokardzellen durch Ischämie,
Hypoxie, Veränderungen im Säure-Basen-Haushalt, Elektrolytverschiebung etc. “undicht”, sind sie nicht mehr in der Lage, die
Ionengradienten aufrecht zu erhalten. Ausserdem nimmt die “OffenWahrscheinlichkeit” eines am normalen Repolarisationsprozess
beteiligten K+-Kanals ab. Das Zusammenspiel beider Mechanismen
lässt das maximale diastolische Potenzial auf weniger negative
Werte ansteigen. Wenn es den Schwellenwert von etwa -60 mV
(Öffnung der schnellen Na+-Kanäle) erreicht, kommt es zu einem
vorzeitigen Aktionspotenzial.
Abnorm herabgesetzte Automatie
Ischämie oder degenerative Erkrankungen können die Automatie
nicht nur steigern, sondern unter bestimmten Umständen auch
herabsetzen. Jedoch muss die Störung den Sinusknoten mitbetreffen, denn erst, wenn seine Führungsrolle ausfällt, können die
Störungen der untergeordneten Schrittmacherzellen demaskiert
werden. Die elektrophysiologischen Ursachen konnten bisher nicht
befriedigend geklärt werden. Denkbar sind Mechanismen, welche
die Ca2+-Einwärtsströme hemmen oder die K+-Auswärtsströme verstärken.
57
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
57
Getriggerte Aktivität
Getriggerte Aktivität
Fölsch / Abb 6.3
Auslöser für eine getriggerte Aktivität sind spontane Oszillationen der transmembranären
Spannung des Membranpotenzials des vorausgehenden Aktionspotenzials, die als Nachdepolarisationen oder Nachpotenziale bezeichnet werden. Man unterscheidet eine frühe
Form (EAP: early afterdepolarization; treten in der Phase 3 auf und unterbrechen den
normalen Repolarisationsvorgang) und eine späte Form (LAP, late afterdepolarization;
treten in der Phase 4 auf, wegen Ca2+-Überladung der Zelle).
a: normales Aktionspotenzial
b: EAP (early afterdepolarization)
Kommt es in der Phase 3 zu einer Verminderung des K+-Ausstroms oder zu einem anhaltenden Na+- bzw. Ca2+-Einstrom, entstehen Oszillationen (frühe Nachdepolarisationen),
die ein neues Aktionspotenzial triggern können.
Ursachen: Hypoxie, Azidose, Hypokaliämie, Hypomagnesiämie.
c: LAP (late afterdepolarization)
Kommt es während der Phase 4 zu einer intrazellulären Ca2+-Überladung der Zelle, wird
ein ausgleichender Na+-Einstrom aktiviert, der nach abgeschlossener Repolarisation ein
neues Aktionspotenzial initiieren kann.
Ursachen: Hyperkalziämie, Hypokaliämie, Hyponatriämie, hohe Catecholaminkonzentration.
58
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
58
(*)
Störungen der Erregungsleitung
Normale Erregungsleitung
Störungen der Erregungsleitung
erfolgt über elektrische Ströme. Zwischen einer
bereits depolarisierten Zelle und der benachbarten,
nicht erregten Zelle entsteht eine Spannungsdifferenz und damit ein lokaler elektrischer
Stromkreis, wodurch die ruhende Zelle bis zum
Schwellenpotenzial depolarisiert und ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Die Myokardzellen sind
durch gap junctions verbunden.
Blockierungen
kreisende
Erregungen
(Reentry)
bradykarde Herzrhythmusstörungen
tachykarde Herzrhythmusstörungen
Überleitungsstörungen
Reentry (kreisende Erregung)
SA-Block
Überleitung vom Sinusknoten zum Vorhofmyokard
AV-Knoten-Reentry-Tachykardien, z.B. kreisende
VA-Block
Überleitung von den Vorhöfen auf die Kammern
Erregung um ein anatomisches Hindernis oder
Schenkelblock (innerhalb des His-Purkinje-Systems)
um ein funktionelles Hindernis
Ursachen:
Störungen des autonomen Nervensystems
Können in allen Herzstrukturen auftreten z.B. in den
iatrogen: Digitalis, Betablocker, Ca2+-Antagonisten
Vorhöfen als Vorhofflattern, im Ventrikelmyokard
Ischämie, degenerative und postentzündliche Prozesse
als Kammerflattern
59
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
59
Störungen der Erregungsleitung
Fölsch / Abb 6.4
Schematische Darstellung einer “klassischen” kreisenden Erregung (Reentry) aufgrund unterschiedlicher Leitungseigenschaften (“dual
pathway”) zweier benachbarten Myokardabschnitte (α und β). α ist ein langsam leitender Abschnitt mit kurzer Refraktärzeit und β ist ein
schnell leitender Abschnitt mit längerer Refraktärzeit (a). Bei zeitlich normal eintreffenden Impulsen haben die Unterschiede keine
Konsequenz (b). Im Falle einer verzögerten Erregung (Extrasystole; Pfeil) ist β noch refraktär, α jedoch bereits wieder erregbar (c). Die
Erregungswelle wird antegrad ausschliesslich über α geleitet (d) und kann anschliessend retrograd in β eintreten (e) und so den
Erregungskreis schliessen (f). Dieser kann wiederholt durchlaufen werden, solange die Erregungsfront erregbares Gewebe, die
“erregbare Lücke”, findet. Da die Bahn β antegrad zunächst refraktär, retrograd aber wegen der zeitlichen Verzögerung wieder erregbar
ist, spricht man von einem “unidirektionalen Block”.
60
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
60
(*) EKG bei Störungen d. Erregungsbildung & -leitung
Extrasystolen:
plötzliche Veränderung im Grundrhythmus
des EKG
Vorhofflattern:
der EKG-Verlauf ist von kleinen Potentialschwankungen überlagert
Vorhofflimmern:
höherfrequentige Potentialschwankungen
und unregelmässige Folge der Kammerteile (absolute Arrhythmie)
Kammerflattern:
totale EKG-Deformation; Synchronisation
noch erkennbar
Kammerflimmern:
gänzlich unregelmässige Potentialschwankungen
AV-Block:
I. Grad: Verlängerung der PQ-Dauer
II. Grad: vereinzelt Ausfälle des Kammerkomplexes
III. Grad: P-Welle tritt im Sinusrhythmus
und die Kammerkomplexe im langsameren
Kammerrhythmus auf
Normalzustand
61
18/10/10
Vorhofflimmern
http://de.wikipedia.org/wiki/Vorhofflimmern
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
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(*)
Vorhofflimmern (Atrial Fibrillation)
Vorhofflimmern
• Häufig (>2 Mio. in den USA) und altersabhängig (5-10% der >65-Jährigen)
• Signifikant erhöhtes Risiko für Herzschlag (4% pro Jahr)
• Hohes Embolierisiko bei Kardioversion (Regularisierung des Herzrhythmus
durch Medikamente oder Elektrotherapie)
Ursachen
• Hypertensive Herzkrankheit
• Ischämische Herzkrankheit
• Valvuläre Herzkrankheit (rheumatisch: Mitralstenose; nicht-rheumatisch:
Aortenstenose, mitrale Regurgitation (Rückströmung))
• Perikarditis
• Herztumoren
• Sick Sinus-Syndrom
• Kardiomyopathie
• Folgen von koronarer Bypass-Chirurgie
• Lungenembolie, Pneumonie
• Hyperthyroidismus
• Elektrolytungleichgewicht
• Alkoholintoxikation
Klinische Probleme
• Risiko für Embolie und Schlaganfall
• Herzdurchblutungsstörungen
• Vorhofmyopathie und -vergrösserung
• Chronische Symptome des Unwohlseins
• Hospitalisation bei Auftreten der Symptome
• Antikoagulation, insb. bei älteren Patienten
62
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
62
*
Herzrhythmusstörungen
Störungen der Erregungsbildung
abnorm
herabgesetzte
Automatie
Störungen der Erregungsleitung
abnorm gesteigerte
Automatie
Blockierungen
kreisende
Erregungen
getriggerte Aktivität
bradykarde Herzrhythmusstörungen
tachykarde Herzrhythmusstörungen
z.B. proximale
z.B.
z.B. distale
z.B.
AV-Blockierung
Vorhofflimmern
AV-Blockierung
Kammerflimmern
supraventrikuläre Arrhythmien
ventrikuläre Arrhythmien
Herzrhythmusstörungen
63
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
63
*
Herzrhythmusstörungen
URSACHEN
Angeborene Rhythmusstörungen
Akzessorische Leitungsbahnen (z.B. beim Präexzitationssyndrom)
Erworbene Rhythmusstörungen
Postentzündliche, degenerative und ischämische Herzkrankheiten
Direkte Schädigung des Myokards (z.B. durch Herzinfarkt) oder sekundär als Folge von
Herzerkrankungen, die zu einer Überdehnung der Vorhöfe oder Ventrikel führen.
UNTERTEILUNG
Bradykarde supraventrikuläre Rhythmusstörungen
Bradykarde ventrikuläre Rhythmusstörungen
Tachykarde supraventrikuläre Rhythmusstörungen
Tachykarde ventrikuläre Rhythmusstörungen
Störung der AV-Überleitung
Blockierung der Tawara-Schenkel
BEGRIFFE
Extrasystolen
Vorzeitige Depolarisationen des Herzens (“premature beats”). Dabei ist das Intervall
zwischen dem letzten Normalschlag und dem ektopen Schlag kürzer als das Intervall
zwischen zwei Normalschlägen. Je nach Anzahl vorzeitiger Schläge wird zwischen
singulären Extrasystolen, Couplets, Salven oder anhaltender Tachykardien unterschieden.
Ersatzschläge
Abnorm lange Intervalle zwischen zwei Herzschlägen (“escape beats”), wobei man je
nach Dauer des Ausfalls der normalen Erregungsbildung und/oder der Erregungsleitung
von singulären Ersatzschlägen oder von Ersatzrhythmen spricht.
(Kardiale) Synkope
Anfallartige, kurzdauernde Bewusstlosigkeit infolge Minderdurchblutung des Gehirns aufgrund von Rhythmusstörungen, Herzinsuffizienz oder Herzfehlern.
64
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
64
(*)
Supra-/ventrikuläre Extrasystole
Fölsch / Abb 6.6
Supraventrikuläre Extrasystole
Ventrikuläre Extrasystole
Extrasystolen: Bei Extrasystolen treten Herzschläge ausserhalb des regulären Grundrhythmus auf, die ihren Ursprung nicht im
Sinusknoten haben (ektopischer Herd). Supraventrikuläre und ventrikuläre Extrasystolen; kompensatorische Pause.
65
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
65
Ventrikuläre Tachykardie
Fölsch
Schnelle ventrikuläre Tachykardie
(a) Schnelle ventrikuläre nicht anhaltende
Tachykardie
Mit Beginn der Tachykardie kommt es durch die
verkürzte diastolische Füllungszeit zu einem
Blutdruckabfall.
(b) Ventrikuläre Asystolie
Blutdruckabfall durch die extrem lange Diastole.
Anhaltende ventrikuläre Tachykardie
Herzfrequenz >100 Schläge/min; QRS breit (>120 ms)
66
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
66
Herzschrittmacher
Schrittmacher-Code
1. Buchstabe: Ort der Stimulation
A: Vorhof; V: Kammer; D: Vorhof und Kammer
2. Buchstabe: Ort der Wahrnehmung
A: Vorhof; V: Kammer; D: Vorhof und Kammer
3. Buchstabe: Ort der Antwort auf die Wahrnehmung
I: inhibierend; T: triggernd; D: inhibierend und
triggernd; 0: keine
4. Buchstabe: Frequenzmodulierung
R: Frequenzanpassung; 0: keine
Der Herzschrittmacher ist das klassische Hilfsmittel, wenn das Herz eines Patienten zu langsam schlägt,
sei es durch eine Herzinsuffizienz oder auch in Folge einer Ablationstherapie bei atrialen
Tachyarrhythmien. Auch Kammerflattern und -flimmern lassen sich so stabilisieren (hier: Abgabe eines
Elektroschocks). Der Herzschrittmacher in einer kleinen Operation unter der Haut eingebaut.
Der Herzschrittmacher besteht aus dem Aggregat, das den Impulsgenerator, die Elektronik und die Batterie enthält, sowie einer oder mehrere Elektroden. An das Aggregat, das nur etwa 3,5 x 4,5 cm gross und
etwas flacher als eine Streichholzschachtel ist, werden je nach Typ ein oder zwei dünne Elektrodenkabel
angeschlossen, die im Herz entweder in den Vorhof, in die Kammer oder in beide führen, wo bei der
Implantation eine elektrische Verbindung zum Herzmuskel hergestellt wird.
Die dünnen Elektrodenkabel lassen sich so formen, dass eine optimale Positionierung im Atrium (Vorhof)
oder im Ventrikel (Herzkammer) möglich ist. Ein Elektrodentyp ist an seinem Ende ankerartig ausgebildet,
so dass sich dieses Elektrodenende in den Trabekeln (Wülste aus Muskelfasern) der rechten Herzkammer
"festhakt". Ein anderer Elektrodentyp wird mit einer winzigen Schraube im Muskelgewebe des Herzvorhofs
(Atrium) fixiert. Beide Elektrodentypen gehen nach einiger Zeit eine feste Verbindung mit dem Herzmuskel
ein, bereits nach wenigen Wochen sind sie nur noch schwer zu entfernen.
67
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
67
Plötzlicher Herzstillstand
Kammerflattern
Therapeutische Massnahmen:
(>300/min)
Kammerflimmern - Bei plötzlichem
Herzstillstand kann nur die rasche
Abgabe von Stromstössen mittels
Defibrillator das Leben des Opfers
vor plötzlichem Herztod retten.
Kammerflimmern
Asystolie - Kardiopulmonale Massnahmen (Wiederbelebung; transthorakale Stimulation). Medikamente:
Asystolie
Adrenalin (1 mg i.v., alle 3-5 min
wiederholen), dann Atropin (1 mg
i.v., alle 3-5 min wiederholen, bis
Dosis von 0.04 mg/kg erreicht ist).
68
18/10/10
Literatur: U. Wiegand et al (2001). Die Akuttherapie
des Herzstillstands. Internist 42: 1599-1609
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
68
*
Herzinsuffizienz
Eine Herzinsuffizienz liegt dann vor, wenn eine nachweisbare kardiale Funktionsstörung zu einer
eingeschränkten körperlichen Belastbarkeit führt. Es wird unterschieden zwischen Rechts-, Links- oder
Rechts-Links-Insuffizienz; akute vs. chronische Insuffizienz; Belastungs- vs. Ruhe-Insuffizienz (betrifft
Schweregrad der Insuffizienz).
Ursachen:
Beispiele:
• Schädigung des Arbeitsmyokards
Mangelversorgung, Myokardischämie,
Herzinfarkt
• Erregungsbildungs- und Erregungsleitungsstörungen
Eingeschränkte Pumpleistung
• Behinderung der Ventrikelfüllung
Blutung in den Herzbeutel, extreme Tachykardie,
Klappenstenose
• Akute Druck- oder Volumenbelastung
Lungenembolie
• Chronische Druck- oder Volumenbelastung
Pulmonalklappenstenose, pulmonale Hypertonie (rechts), konzentr. Hypertrophie (links)
• Systolische Herzinsuffizienz
Störung der Myokardkontraktion
• Diastolische Herzinsuffizienz
Erniedrigte Compliance (Dehnbarkeit) des linken
Ventrikels
Folgen:
• Minderperfusion diverser Organe
• Venöse Stauungen (Ödeme) in den betroffenen Kreislaufabschnitten
69
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
69
(*)
Hypertrophie des Herzens
Robbins
Hypertrophie des linken Herzventrikels
A: Durch Druck ausgelöste Hypertrophie wegen Obstruktion im Bereich der Valva aorta. B: Hypertrophie (links) im Vergleich
mit dem normalen linken Ventrikel (Mitte) und dilatierte Form einer Ventrikelhypertrophie (rechts). Das durch Druck
hypertrophierte Herz hat eine vergrösserte Masse und dickere Wände, während das dilatierte Herz zwar eine grössere
Masse, aber dünnere Wände aufweist.
70
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
70
(*)
Hypertrophie des Herzens
Robbins
Verlauf der Hypertrophie-Bildung
Ursachen und zelluläre und extrazelluläre Mechanismen,
welche die Progression der Hypertrophie beeinflussen.
Die linksseitige Hypertrophie ist häufiger und hat verschiedene Ursachen. Die rechtsseitige Hypertrophie
findet sich v.a. bei der pulmonalen Hypertonie (s. Lektion
9) sowie sekundär aufgrund einer linksseitigen
Hypertrophie.
71
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
71
(*)
Hypertensive Herzkrankheit
Robbins
Linksseitige Hypertension ist charakterisiert durch:
1. Hypertrophie der linken Herzkammer
2. Systemische Hypertonie
Die systemische Hypertonie führt zu einem Druckanstieg in der linken Herzkammer, was
Ursache für die Hypertrophie ist.
Rechtsseitige (pulmonale) Hypertension ist charakterisiert durch:
1. Hypertrophie und Dilatation der rechten Herzkammer
2. Vorliegen einer Hypertension der Lungen
Pulmonale Hypertension kann bei einer massiven Lungenembolie akut auftreten,
während sich die chronische Form bei langandauernder Schädigung der pulmonalen
Arterien mit Aufbau eines Gegendrucks im rechten Herzen entwickelt.
Linksseitige hypertensive Herzkrankheit
Die markante konzentrische Verdickung der linken Kammerwand
(rechte Bildseite) führt zu einer Verkleinerung des Kammervolumens. Im rechten Ventrikel endet ein Schrittmacher (Pfeil).
72
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
72
(*)
Koronare Herzkrankheit
Die koronare Herzkrankheit wird durch eine Reduktion der Koronarreserve ausgelöst. Ursache ist meist eine Koronarsklerose (Bildung von arteriosklerotischen Plaques in Koronararterien), die verschiedene Ursachen haben kann (Arrhythmien,
Herzinsuffizienz, erhöhter Sauerstoffbedarf infolge gesteigerter Herzleistung bei Hypertonie, Herzklappenfehlern) oder zu
niedrigem Sauerstoffgehalt bei Anämien.
Formen:
• Asymptomatische Form
• Angina pectoris
Missverhältnis zwischen Sauerstoffangebot und -verbrauch (Koronarinsuffizienz). Der Anginapectoris-Anfall ist charakterisiert durch ein Druckgefühl hinter dem Brustbein (“Schraubstock”Gefühl; “Enge der Brust”), mit Ausstrahlung in obere Bereiche. Betroffen sind endokardnahe
Schichten des linken Herzens.
- stabile Angina pectoris (manifestiert sich unter Belastung; verschwindet bei beendeter Belastung)
- instabile Angina pectoris (Häufigkeit und Schwere der Symptome wechselnd)
- Ruhe-Angina pectoris (manifestiert sich auch ohne Belastung)
• Herzinfarkt (Myokardinfarkt): irreversibler Myokardschaden aufgrund einer markanten Sauerstoffunterversorgung, ausgelöst durch einen thrombotischen Verschluss mit nachfolgender schwerer Myokardischämie.
Risikofaktoren:
•
Rauchen
•
Hypertonie
•
Hyperlipoproteinämie
•
Übergewicht
•
Diabetes mellitus
•
Hyperchromocysteinämie (Endothelschäden)
Postmortem-Angiogramm eines Herzens
eines Infarkt-Patienten. Die distale rechte
Koronararterie weist einen totalen Block auf
(Pfeil).
73
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
73
(*)
Koronare Herzkrankheit
Robbins
Koronarsklerose
Verlauf der Bildung und Ruptur einer arteriosklerotischen
Plaque in einer Koronararterie. Zu Beginn liegt eine stabile
Plaque vor, die typisch ist für den Zustand der Angina
pectoris.
Beispiele der Ruptur von arteriosklerotischen Plaques in
Koronararterien, die bei den betroffenen Patienten zu einem
Myokardinfarkt führten.
74
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
74
(*)
Myokardnekrose
Robbins
Myokardnekrose nach Verschluss einer Koronararterie
Die Nekrose beginnt in einem kleinen Bereich des Myokards
unter dem betroffenen Gefäss, und zwar im Zentrum der
Ischämie. Das ganze Versorgungsgebiet des betroffenen Gefässes ist Risikozone für eine Schädigung. Die innerste Myokardschicht ist von der Nekrose nicht betroffen, da sie direkt
aus dem Myokard mit Sauerstoff versorgt werden kann.
Akuter Myokardinfarkt (rechts oben, mit
darunter liegender Blutung) im linken
Ventrikel, nachgewiesen mit der TTCFärbung (intaktes Gewebe erscheint rot).
75
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
75
*
Myokardinfarkt
Robbins
Folgen eines Myokardinfarkts
• Kontraktionsstörungen
• Arrhythmien
• Myokardruptur
• Perikarditis
• Rechtsventrikulärer Infarkt
• Infarktausweitung
• Thromboembolien
• Ventrikuläre Aneurysmen
• Papillarmuskel-Dysfunktionen
• Progrediente Herzinsuffizienz
Beispiel: Herzruptur nach akutem Myokardinfarkt
A: Myokardruptur nach aktuem Infarkt. B: Ruptur im ventrikulären
Septum. C: Ruptur eines Papillenmuskels der Herzinnenwand.
76
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76
(*)
Myokardinfarkt
Robbins
Effekt der Reperfusion bei einem Myokardinfarkt: Permanente Okklusion (A), vorübergehende Okklusion (B).
Freisetzung von
Proteinen aus
den Myozyten
beim Myokardinfarkt, die als
diagnostische
Marker dienen.
77
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
77
Ischämische Herzkrankheit
Robbins
Schematische Darstellung der
Zusammenhänge der einzelnen
Faktoren, die bei der Progression
der ischämischen Herzkrankheit
eine Rolle spielen.
78
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
78
(*)
Ischämische Herzkrankheit
Science 2010
Refugee Receptors Switch Sides
G.W. Dorn, Science 2010, 327, 1586-87
Bei der ischämischen Krankheit und dem Herzversagen kommt es zu einer Veränderung der Membranen von Myozyten, welche dazu
führt, dass die T-Tubules verloren gehen und deshalb die β1- und die β2-Rezeptoren nicht mehr räumlich getrennt ihre Signale vermitteln,
sondern synergistisch zu hohen generellen und cytotoxischen intrazellulären cAMP-Spiegeln führen.
79
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79
Herzkrankheiten
•
Herzrhythmusstörungen
Sinustachykardien, Sinusbradykardien, Sinusarrhythmien
Erregungsbildungsstörungen, Erregungsleitungsstörungen
•
Herzinsuffizienz
Linksseitig: Ischämie, Hypertonie, Aorten- und Klappendefekte,
nicht-ischämische Myokarderkrankungen
Rechtsseitig: Folge der linksseitigen Insuffizienz oder einer
pulmonale Hypertonie
•
Hypertensive Herzenkrankheit
Linksseitige/rechtsseitge Hypertension
Linksventrikuläre/rechtsventrikuläre Hypertrophie
•
Ischämische (koronare) Herzkrankheiten
Angina pectoris, Myokardinfarkt, chronische ischämische
Herzkrankheit
•
Herzklappenfehler; Endokarditis
Mitral-, Trikuspidal-, Aorten- und Pulmonalklappenfehler
•
Kardiomyopathien
Kongestive (dilatative) Kardiomyopathie (CCM od. DCM)
Hypertrophische Kardiomyopathie (HCM)
Restriktive (obliterative) Kardiomyopathie (RCM od. OCM)
•
Perikarderkrankungen
Perikarditis
•
Angeborene Herzkrankheiten
Klappenstenosen, Septumdefekte, Transposition, multiple Vitien
•
Tumoren des Herzens
Myxome, Lipome, Papilläre Fibroelastome, Sarkome
80
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
80
Herzklappenfehler
Mutschler
Erworbene Herzklappenfehler
• Mitralklappenfehler (50% aller Herzklappenfehler)
Mitralklappenstenose (rheumatische Herzkrankheit)
Mitralklappeninsuffizienz (Mitralklappenprolaps)
• Trikuspidalklappenfehler (selten)
Trikuspidalklappenstenose und -insuffizienz
• Aortenklappenfehler
Aortenklappenstenose (Kalzifizierung)
Aortenklappeninsuffizienz (Dilatation der aufsteigenden Aorta, abhängig von Hypertonie und
Alter)
• Pulmonalklappenfehler
Pulmonalklappenstenose und -insuffizienz
Druckprofile bei linksseitigen Herzklappenfehlern
A: Aortenklappenstenose (systolisch erhöhter Anstieg
des Ventrikeldrucks). B: Aortenklappeninsuffizienz
(diastolisch steiler Abfall des Aortendrucks). C: Mitralklappenstenose (systolisch verminderter Anstieg des
Ventrikel- und Aortendrucks). D: Mitralklappeninsuffizienz (spätsystolisch vorzeitiger Abfall des
Ventrikeldrucks bei stark erhöhtem Vorhofdruck).
81
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
81
Mitralklappenfehler
Robbins
Mitralklappenprolaps-Syndrom
A: Schnitt durch den linken Ventrikel, welche den Prolaps
(Vorwölbung) der Mitralklappensegel in den linken Vorhof
zeigt. B: Geöffnete Mitralklappe, auf der thrombotische
Plaques angesiedelt sind. C: Vorgewölbte Mitralklappen
eines Patienten mit plötzlichem Herztod.
82
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
82
*
Endokarditis
Robbins
Endokarditis = Entzündung des Endokards
(Herzinnenhaut), die durch entzündliche Veränderungen der Klappensegel zu Herzklappenfehlern führt.
• Nicht-infektiöse Endokarditis
Rheumatisches Fieber (RF) kann z.B. nach
Tonsillitis (Angina, Mandelentzündung; durch
Streptokokken ausgelöst) als akute, immunologisch ausgelöste Entzündung auftreten.
Sie kann in eine chronische Endokarditis
(RHD: Rheumatic heart disease) übergehen.
Charakteristikum: fokale inflammatorische
Läsionen (Aschoff-Knötchen), die zu fibrösen
Vernarbungen führen können.
• Infektiöse Endokarditis
Besiedelung der schlecht mit Blut versorgten,
oft vorgeschädigten Herzklappen oder des
Endokards mit +/- virulenten Bakterien oder
Pilzen. Die akute Form kann nach Operationen
oder allgemeiner Abwehrschwäche auftreten,
die subakute Form nach Zahnextraktionen.
Pathogenese der nicht-infektiösen Endokarditis
83
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
83
Nicht-infektiöse Endokarditis
Robbins
Akute und chronische Endokarditis
A: Akute Mitral-Valvulitis, die einer chronischen Endokarditis überlagert ist. Kleine Verrucae im Schliessbereich der Mitralklappen.
B: Histologisches Bild der Aschoff-Geipel-Knötchen eines Patienten mit akuter Endokarditis.
C, D: Mitralstenose bei chronischer Endokarditis mit diffuser fibrinöser Verdickung und Verschiebung/Deformierung der Mitralklappen, Fusionen von Spalten (Pfeile); Aschoff-Knötchen werden zu fibrösen Narben. Chronische Endokarditis ist die Hauptursache für
84 Mitralstenose (99%).
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
84
Infektiöse Endokarditis
Robbins
Subakute und akute bakterielle Endokarditis
A: Subakute Endokarditis der Mitralklappe, ausgelöst durch eine Streptococcus viridans Infektion. Bakterielle Besiedelung: Pfeile.
B: Akute Endokarditis, ausgelöst durch eine Staphylococcus areus Infektion, mit ausgedehnter Schädigung im Klappenbereich.
C: Histologie einer Endokarditis mit akuter Entzündung und Fibrinbildung.
D: Verheilte Endokarditis mit bleibenden Schäden im Klappenbereich.
85
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
85
(*)
Myokarderkrankungen
Robbins
Kardiomyopathie-Formen: Dilatierte Kardiomyopathie
(DCM) hat einen linksventrikulären Ausstoss von <40%
(häufigste Form), die hypertrophe Kardiomyopathie
(HCM) von 50-80% und die restriktive Form von 45-90%.
Dilatierte Kardiomyopathie (DCM)
DCM ist charakterisiert durch eine progressive Herzerweiterung und einhergehend systolische Kontraktionsstörungen.
A: Ansicht eines DCM-Herzens, bei dem die beiden
Ventrikel und Vorhöfe dilatiert und hypertrophiert sind.
Die Koronararterien sind nicht beschädigt.
B: Das histologische Bild zeigt Myozyten verschiedener Hypertrophiegrösse und interstitielle Fibrose
(Kollagen blau gefärbt).
86
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
86
Myokarderkrankungen
Robbins
Ursachen und
Konsequenzen der
dilatierten und der
hypertrophen
Kardiomyopathie.
87
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
87
Myokarderkrankungen
Robbins
Hypertrophe Kardiomyopathie (HCM). Die HCM ist charakterisiert durch Hypertrophie des
Myokards, abnormalen diastolischen Füllvorgang und ventrikuläre Abflussbehinderung. Mutierte
Schlüsselproteine bei HCM in blau, verglichen mit Mutationen bei dilatierter Kardiomyopathie (in rot).
A: Der Muskel des Septums ragt in
den linken Ventrikel und der linke
Vorhof ist vergrössert.
B: Die Histologie zeigt extreme
Hypertrophie der Kardiomyozyten;
interstitielle Fibrose.
88
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
88
(*)
Angeborene Herzfehler
Robbins
Angeborene Septum-Defekte (congenital left-to-right shunts).
A: Atrium-Septumdefekt (ASD). B: Ventrikulärer Septumdefekt
(VSD). C: Patent ductus arteriosus (PDA). D: Atrioventrikulärer
Septumdefekt. E: Grosser VSD mit irreversibler pulmonaler
Hypertonie. Hier findet sich eine Umkehrung des Flusses
(right-to-left shunt).
Beispiele für angeborene Herzfehler:
• Aortenklappenstenose, Aortenisthmusstenose
• Pulmonalklappenstenose
• Vorhof-, Ventrikelseptumdefekte
• Transposition der grossen Arterien
• Mehrfachvitien (Mehrfachdefekte)
Angeborene
Transposition der
grossen Arterien
89
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
89
(*)
Tumoren des Herzens
Myxome
Robbins
sind bei Erwachsenen die häufigsten primären Tumoren des Herzens. Zu 90% sind sie
in den Atrien lokalisiert, 4x häufiger links als rechts. Sie entstehen aus pluripotenten
Mesenchymalzellen und bilden benigne Tumoren.
Myxom des linken Vorhofs
Die Histologie zeigt eine starke Bildung
amorpher extrazellulärer Matrix, in welche
vereinzelt Myxomzellen eingelagert sind.
Pfeil: abnorme Gefässbildung.
90
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
90
Schock und Mikrozirkulationsstörungen
Formen:
- distributiv
- hypovolämisch
- kardiogen
- extrakardial-obstruktiv
Fölsch / Kap 10
Neurohumorale und parakrine/
autokrine Kompensationsmechanismen
Neurohumorale und
para/autokrine Adaptation im Schock
Schockformen
Gestörte Makrozirkulation
und (schwerwiegender)
Mikrozirkulation
Proinflammatorische Zytokine,
reaktive Sauerstoffverbindungen,
Stickoxid
Schockmechanismen:
Störungen der Zirkulation
Vermittler des
Schockgeschehens
Reduktion von Sauerstoffangebot und -verwertung;
Hemmung mitochondrialer
Atmungsenzyme u.a.m.
Schockmechanismen:
Störungen des Zellstoffwechsels
91
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
91
Schockformen
Fölsch / Abb 10.1
Distributiver Schock: Verlust der
Vasomotorenkontrolle mit Vasodilatation.
Hypovolämischer Schock: im Verhältnis zur Gefässkapazität vermindertes zirkulierendes Blutvolumen.
Kardiogener Schock: Pumpversagen durch eingeschränkte Myokardkontraktilität, Verlust an funktionsfähiger Myokardmasse.
Extrakardial-obstruktiver Schock:
Flussobstruktion im Herz-KreislaufSystem, entweder durch eine Behinderung der diastolischen Füllung
oder eine Nachlasterhöhung.
Durch neurohumorale und Entzündungsreaktionen versucht der Organismus, den
Schock zu kompensieren. Bei länger anhaltendem Volumenmangel schädigen diese
Adaptationsmechanismen den Organismus:
SIRS steht v.a. beim hypovolämischtraumatischen Schock nach Unfällen mehr im
Vordergrund als der Volumenmangel.
SIRS: Systemisches
tions-Syndrom
Inflammations-Reak-
MAP: Arterieller Mitteldruck
MODS: Multiorgandysfunktionssyndrom
92
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
92
Mediatoren im septischen Schock
Robbins
Zum septischen Schock führt die
massive Freisetzung von inflammatorischen Mediatoren nach
einer Infektion (gilt auch für nichtinfektiöse Stimuli wie Trauma,
hypovolämischen Schock und
Pankreatitis). Aktivierte zirkulierende und sessile Mediatorzellen
wie Monozyten, Makrophagen
und Lymphozyten setzen primäre
Mediatoren in Form der Zytokine
TNF-α, IL-1 und IL-6 frei. Die
primären Mediatoren aktivieren
weitere Zielzellen (neutrophile
Granulozyten u. Endothelzellen),
die nun ihrerseits aggressive
“finale” Mediatoren freisetzen
(Sauerstoffradikale, HOCl, PAF,
PG, NO). Die Aktivierung des
Komplement- und Gerinnungssystems, die Proteasefreisetzung
aus Blutzellen und die Bildung
von kardiodepressiven Faktoren
komplettieren das Mediatorenspektrum, welches - gedacht zur
körpereigenen
Schockabwehr
und Schockbekämpfung - im
Falle einer überschiessenden
Reaktion zur MODS (Multiorganversagen) führt und damit den
Schock aggraviert.
ARDS: adult respiratory distress
syndrome.
93
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
93
Wirkung von ROS und NO Radikalen
Fölsch / Abb 10.5
Reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) und
Stickoxid-Radikale (NO) im Schockgeschehen
Die Bildung von ROS aus O2 erfolgt durch
aktivierte neutrophile Granulozyten mittels des
Enzyms NADPH-Oxidase und in ischämischem
Gewebe - katalysiert durch Xanthinoxidase durch den Abbau von Hypoxanthin und Xanthin.
Superoxiddismutase wandelt das Superoxidanion
O2- in Wasserstoffperoxid H2 O2 um. Die Myeloperoxidase katalysiert in neutrophilen Granulozyten die Umwandlung von H2O2 in hypochlorige
Säure HOCl. Den Abbau der ROS katalysieren
die Enzyme Katalase und Glutathionperoxidase.
NO kann enzymatisch und nicht-enzymatisch aus
Nitrit gebildet werden. NO aktiviert die Guanylatzyklase GC und steigert damit die Produktion von
cGMP. NO und ROS verbinden sich zu dem
hochreaktiven Oxidans Peroxinitrit ONOO-.
94
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
94
Neurohumorale Schockadapation
Fölsch / Abb 10.6
Neurohumorale Schockadaptation
Der Schock führt stadienabhängig zur
Aktivierung der kardiovaskulären
Sensoren, welche - zentralnervös
gesteuert - ihre Informationen an die
Effektorsysteme Sympathikus und
Endokrinium weiterleiten. Ziel ist die
Wiederherstellung
stabiler
HerzKreislaufverhältnisse.
95
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
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Hirnkreislauf & Blut-Hirnschranke
Fölsch / Kap 11
Formen des Schlaganfalls:
- Ischämischer Insult/Hirninfarkt: 70-80%
- Zerebrale Blutung: 15-20%
- Subarachnoidalblutung: 2-3%
Ein Anstieg des intrakranialen
Drucks durch Hirnödem führt zu
eingeschränkter Durchblutung
Liquor und intrakranialer Druck
Schlaganfall
Schädigung des Hirngewebes wird
verursacht durch Zusammenwirken von
Azidose, Ca2+-Überladung der Zellen,
freien Radikalen, Neurotransmittern, Eikosanoiden
Dauerhafte Schädigung durch
Läsionen, Strahlenschäden,
Tumoren oder reversible Öffnung
Ischämische
Schädigung
Schädigung der
Blut-Hirn-Schranke
Vasogenes Hirnödem
Zytotoxisches Hirnödem
Durchlässigkeit der BlutHirnschranke für Plasma und
Na+ erhöht.
Zellschwellung infolge Versagens der Membranpumpen
Ischämisches Hirnödem
96
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
96
Hirnfunktion bei Ischämie
Fölsch / Abb 11.1/11.2
Oben: Latenzzeiten bis zum Auftreten von Schädigungen
bei globaler Ischämie
Links: Abhängigkeit der Gewebsschädigung von Dauer
und Ausmass der Ischämie. Je niedriger die Durchblutung
im ischämischen Areal, desto schlechter die Überlebenschance des Gewebes. Je länger die Ischämie andauert,
desto geringer muss die Durchblutungsabnahme sein, um
einen irreversiblen Zellschaden hervorzurufen.
97
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
97
Ischämische Kaskade
Fölsch / Abb 11.4
Rückkopplungskreise verstärken die
Tendenz zu wiederholten Depolarisationen und beschleunigen damit die
Schädigung.
98
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
98
Zelluläre Veränderungen bei zerebr. Ischämie
Fölsch / Abb 11.5
99
18/10/10
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
99
Entstehung des Hirnödems
Fölsch / Abb 11.6
Mechanismen der Entstehung des
Hirnödems
Das Schema zeigt, dass möglicherweise
sowohl das früh auftretende zytotoxische
Ödem, als auch das später auftretende
vasogene Ödem auf die Entwicklung
ähnlicher Noxen zurückgeführt werden
kann, welche einerseits an Neuronen und
Glia (zytotoxisches Ödem), andererseits
an Endothelzellen (vasogenes Ödem)
wirksam werden.
Bei Hypoxie (infolge verminderter Sauerstoffzufuhr, z.B. bei Ertrinkungsunfall)
kommt es neben allgemeinen Gewebeschäden, Lungenödem und Arrhythmien
auch zu einem zytotoxischen Hirnödem.
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Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
100
Beispiel zur Entstehung eines Hirnödems
Tauchunfall
15-jähriger Patient; schnorchelt im Gewässer
- atmet in 4 m Wassertiefe aus einem Pressluftgerät eines
Tauchers
- Aufstieg an die Wasseroberfläche
- plötzlich Bewusstlosigkeit und Herz-Kreislaufstillstand
- primär erfolgreiche Reanimation
- Diagnose: Beinaheertrinken / Aspiration
- Zwei Tage nach Unfall: Anisokorie (verschieden grosse
Pupillen links/rechts)
- cranial CT: Hirnschwellung mit Infarzierungen
- ICP-Sonde: 40 mm Hg (Hirndruck)
- massive Hirndrucktherapie (Mannitol, Barbiturate; Kühlung)
- Oberkörperhochlagerung; moderate Hyperventilation
- Stabilisierung des klinischen Zustandes
- Entlassung des Patienten nach mehreren Wochen in
klinisch gutem Zustand.
Pulmonales Barotrauma; arterielle Gasembolie
Lungenüberdehnung beim Auftauchen: Parenchymruptur.
Als Folge arterielle Gasembolie mit Hirninfarkt insbesondere
in der rechten Hemisphäre; periphere Ischämien/Durchblutungsstörungen.
101
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Arterielle Gasembolie: bei zu schnellem Auftauchen
nach Atmung aus Pressluftgerät kann es zu einer
arteriellen Gasembolie kommen. Insbesondere in der
rechten Hemisphäre des Gehirns sind Infarkte
möglich; Bildung eines Hirnödems, Anstieg des
Hirndrucks.
Pathobiologie - HS 2010 - Lektion 5
101