ArchivDeutsches Ärzteblatt33/2002Koronare: Mikroembolisation
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LNSLNS Zusammenfassung
Die Ruptur eines atherosklerotischen Plaques in den Koronargefäßen resultiert nicht immer in thrombotischem Gefäßverschluss und Herzinfarkt, sondern kann auch zur Embolisation atherosklerotischen Debris in die koronare Mikrozirkulation führen. Eine koronare Mikroembolisation tritt spontan und im Rahmen koronarer Interventionen auf. Sie kann perakut Arrhythmien bis hin zum akuten Herztod
auslösen. Subakut bis chronisch können Mikroinfarkte mit fibrotischem Ersatz, kontraktile Dysfunktion und eine Einschränkung der Koronarreserve die Folge sein. Experimentelle Untersuchungen belegen eine kausale Bedeutung inflammatorischer Prozesse für die Manifestationen einer koronaren Mikroembolisation. Protektionskatheter und eine antiinflammatorische Behandlung erscheinen viel versprechende Maßnahmen gegen koronare Mikroembolisation und ihre Konsequenzen zu sein.

Schlüsselwörter: koronare Herzkrankheit, koronare Mikroembolisation, Angiographie, Plaqueruptur

Summary
Embolization of the Coronary
Microcirculation
The rupture of an atherosclerotic plaque in epicardial coronary arteries does not inevitably result in thrombotic vascular occlusion and subsequent myocardial infarction, but can also lead to embolization of atherosclerotic debris into the coronary microcirculation. Coronary microembolization occurs spontaneously and during coronary interventions. Coronary microembolization can acutely induce arrhythmias up to sudden death, and subacutely/chronically microinfarcts with fibrotic repair, contractile dysfunction and reduced coronary reserve.
Experimental data demonstrate that inflammatory mechanisms are causally involved in manifestations of coronary microembolization. Protection devices and anti-inflammatory treatment are promising strategies against coronary microembolization and its consequences.

Key words: coronary artery disease, coronary microembolization, angiography, plaque rupture


Die Atherosklerose ist nicht nur eine chronisch und langsam progrediente, sondern auch eine ausgesprochen dynamische Erkrankung. Die Gefäßwand wird nicht nur durch Fetteinlagerung, Proliferation von glatten Muskelzellen und bindegewebigen Umbau mit Kalkeinlagerung steifer und dicker; aktive inflammatorische Prozesse mit Auflösung des Gewebes durch Matrixproteinasen, apoptotischem Zelluntergang und Neovaskularisation bestimmen die (In-)Stabilität des Plaques. Plaqueruptur in einer Koronararterie und Exposition des hochaktiven atherosklerotischen Materials gegenüber dem strömenden Blut lösen im dramatischen Fall akut einen Koronarverschluss und in der Folge einen Myokardinfarkt aus. In den letzten Jahren mehren sich Hinweise und Belege, dass eine koronare Plaqueruptur nicht immer zu einem Gefäßverschluss und Myokardinfarkt, sondern auch zu einer Embolisation des atherosklerotischen Materials in die koronare Mikrozirkulation führen kann. Eine solche koronare Mikroembolisation kann spontan, aber auch im Rahmen koronarer Interventionen auftreten.
Autoptischer Nachweis einer koronaren Mikroembolisation
Systematische postmortale Angiographien und histologische Analysen bei Patienten, die an den Folgen einer koronaren Herzkrankheit verstorben waren, ergaben eine Häufigkeit koronarer Mikroembolisation von 13 bis 79 Prozent. Insbesondere bei Patienten, die in der Anamnese eine instabile Angina pectoris hatten und am akuten Herztod verstarben, waren häufiger intrakoronare Emboli in der Mikrozirkulation nachweisbar. Histologisch waren die Mikroemboli durch Thrombozytenaggregate, Fibrin und hyalines Material und atherosklerotischen Debris, einschließlich Cholesterinkristalle, gekennzeichnet. Diese Mikroemboli hatten frische Mikroinfarkte mit einer deutlichen inflammatorischen Reaktion induziert (6, 9, 10, 14).
Experimentelle Pathophysiologie
In Experimenten an Hunden kann eine koronare Mikroembolisation durch intrakoronare Infusion definierter Partikel gezielt ausgelöst und studiert werden. Eine intrakoronare Infusion chemisch und biologisch inerter Polysterolkügelchen mit einem Durchmesser von 40 µm (3 000 Kügelchen pro mL/min Koronardurchblutung) verändert die messbare Koronardurchblutung nicht, da die embolische Verlegung einzelner Gefäße der Mikrozirkulation durch Freisetzung vasodilatorischer Mediatoren und Vasodilatation benachbarter Gefäße kompensiert wird. Die kontraktile Funktion des betroffenen Myokardareals nimmt jedoch progressiv über Stunden ab. Es entwickelt sich ein ausgeprägtes Missverhältnis zwischen der unveränderten Durchblutung und der reduzierten Funktion – ein charakteristisches Ungleichgewicht von Perfusion zu Kontraktion (perfusion contraction mismatch). Ein solches perfusion contraction mismatch nach koronarer Mikroembolisation kontrastiert mit dem typischen Befund bei Stenosierung eines epikardialen Koronargefäßes, nämlich einer proportional reduzierten Koronardurchblutung und kontraktilen Funktion: perfusion contraction match (7, 14).
Die koronare Mikroembolisation induziert im Myokard homogen verteilte Mikroinfarkte mit einer ausgeprägten leukozytären Infiltration der Randzone; auch einzelne apoptotische Kardiomyozyten sind nachweisbar. Die Gesamtfläche des Myokardinfarkts beträgt jedoch nur etwa zwei Prozent des betroffenen Herzareals und ist daher nicht für die beobachtete kontraktile Dysfunktion verantwortlich. Eine inflammatorische Signalkaskade aus Tumornekrosefaktor a und Sphingosin ist kausal an der kontraktilen Dysfunktion beteiligt (8, 18). Umgekehrt kann Cortison die durch koronare Mikroembolisation ausgelöste kontraktile Dysfunktion verhindern, sogar wenn es erst nach der Mikroembolisation verabreicht wird.
Phänomenologisch ist mikroembolisiertes Myokard durch eine verringerte inotrope Reserve in Reaktion auf Dobutamin und eine verringerte Koronarreserve (bei normaler oder sogar leicht erhöhter Basisdurchblutung) gekennzeichnet (17). Die wiederholte Gabe großer Mengen embolisierender Polysterolkügelchen kann schließlich eine ausgeprägte fleckförmige Myokardfibrose und in der Fol-
ge eine Herzinsuffizienz verursachen (14, 16).
Klinische Diagnostik und Therapie
Der Einsatz des intravasalen Ultraschalls ermöglicht nicht nur die Darstellung des koronaren Gefäßlumens wie die Angiographie, sondern auch die der Gefäßwand. Im Einzelfall lassen sich mit intravasalem Ultraschall ausgewaschene Löcher in einem atherosklerotischen Plaque darstellen, deren Inhalt offensichtlich in die periphere Mikrozirkulation embolisiert ist (Abbildung 1); ähnlich wie im Experiment lässt sich dann eine ausgeprägte kontraktile Dysfunktion im betroffenen Myokard beobachten (3). Mikroinfarkte im embolisierten Myokard werden diagnostisch durch Erhöhung kardialer Markerenzyme (Kreatinkinase, Troponin) im Serum erfasst. Solche Erhöhungen kardialer Markerenzyme im Serum, die vermutlich die Folgen einer koronaren Mikroembolisation reflektieren, haben prognostische Bedeutung für Patienten mit instabiler Angina (4, 13).
Diesen neuen Befunden und Vorstellungen haben die European Society of Cardiology und das American College of Cardiology kürzlich in einem Konsensusdokument Rechnung getragen, in dem eine neue Defini-
tion des Myokardinfarkts ausdrücklich auch die koronare Mikroembolisation einschließt (1). Insbesondere bei koronarer Intervention kann eine Mikroembolisation ausgelöst werden: je aggressiver die Intervention, desto eher. Daraus resultieren dann nicht nur typische Erhöhungen der kardialen Markerenzyme im Serum, sondern auch – wie im Experiment – oft eine Steigerung der basalen Koronardurchblutung und eine Reduktion der Koronarreserve (12, 15, 19).
Am offenkundigsten wird die Bedeutung einer koronaren Mikroembolisation bei dem Einsatz von Aspirations- und Filtrationskathetern, die inzwischen klinisch bei koronaren Interventionen verwendet werden und oft erstaunlich große Mengen atherosklerotischen Debris zu Tage fördern (Abbildung 2) (5, 11). In der SAFER-Studie wurde bei solchen Patienten, die eine Stentimplantation in einen Vena-saphena-Bypass erhielten, eine 42-prozentige Reduktion kardialer Ereignisse (insbesondere Myokardinfarkt, Tod, Notwendigkeit zur chirurgischen Notfallrevaskularisation, No-reflow-Phänomen) erzielt, wenn über einen Okklusions-/Aspirationskatheter embolisierender Debris entfernt wurde (2).
Ausblick
Eine koronare Mikroembolisation ist ein autoptisch und klinisch gesicher-
tes Phänomen, das akute Arrhythmien, kontraktile Dysfunktion, eingeschränkte Koronarreserve und Mikroinfarkte auslösen kann. Im Experiment ist eine inflammatorische Signalkaskade ursächlich an den Folgen der koronaren Mikroembolisation beteiligt. Ob die klinisch beobachtete Assoziation entzündlicher Marker mit kardiovaskulären Ereignissen daher die Inflammation der Gefäßwand oder aber vielmehr die entzündliche Reaktion auf Mikroembolisation reflektiert, bleibt zu klären. Mechanische Vorrichtungen zur Entfernung koronarer Mikroemboli, aber auch antiinflammatorische, antithrombotische und antivasokonstriktorische Ansätze zur Verbesserung der Mikrozirkulation sollten in Zukunft eingehender geprüft werden.

Manuskript eingereicht: 25. 2. 2002, revidierte Fassung angenommen: 22. 4. 2002

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2002; 99: A 2200–2202 [Heft 33]

Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über das Internet (www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.

Anschrift der Verfasser:
Prof. Dr. med. Dr. h.c. Gerd Heusch
Institut für Pathophysiologie
E-Mail: gerd.heusch@uni-essen.de

Prof. Dr. med. Raimund Erbel
Abteilung für Kardiologie
Universitätsklinikum Essen
Hufelandstraße 55
45122 Essen
E-Mail: erbel@med.uni-essen.de
1.
Alpert JS, Thygesen K: Myocardial infarction redefined – a consensus document of the Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology committee for the redefinition of myocardial infarction. Eur Heart J 2000; 21: 1502–1513. MEDLINE
2.
Baim DS, Wahr D, George B et al.: Randomized trial of a distal embolic protection device during percutaneous intervention of saphenous vein aorto-coronary bypass grafts. Circulation 2002; 105: 1285–1290. MEDLINE
3.
Baumgart D, Liu F, Haude M, Görge G, Ge J, Erbel R: Acute plaque rupture and myocardial stunning in patient with normal coronary arteriography. Lancet 1995; 346: 193–194. MEDLINE
4.
Brener SJ, Topol EJ: Epicardial versus microcirculatory dissociation. Eur Heart J 2002; 23: 274–276. MEDLINE
5.
Carlino M, De Gregorio J, Di Mario C et al.: Prevention of distal embolization during saphenous vein graft lesion angioplasty. Circulation 1999; 99: 3221–3223. MEDLINE
6.
Davies MJ, Thomas AC, Knapman PA, Hangartner JR: Intramyocardial platelet aggregation in patients with unstable angina suffering sudden ischemic cardiac death. Circulation 1986; 73: 418–427. MEDLINE
7.
Dörge H, Neumann T, Behrends M et al.: Perfusion-contraction mismatch with coronary microvascular obstruction: role of inflammation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 279: H2587–H2592. MEDLINE
8.
Dörge H, Schulz R, Belosjorow S et al.: Coronary microembolization: the role of TNFa in contractile dysfunction. J Mol Cell Cardiol 2002; 34: 51–62. MEDLINE
9.
El-Maraghi N, Genton E: The relevance of platelet and fibrin thrombembolism of the coronary microcirculation, with special reference to sudden cardiac death. Circulation 1980; 62: 936–944. MEDLINE
10.
Falk E: Unstable angina with fatal outcome: dynamic coronary thrombosis leading to infarction and/or sudden death. Autopsy evidence of recurrent mural thrombosis with peripheral embolization culminating in total vascular occlusion. Circulation 1985; 71: 699–708. MEDLINE
11.
Grube E, Gerckens U, Yeung AC et al.: Prevention of distal embolization during coronary angioplasty in saphenous vein grafts and native vessels using porous filter protection. Circulation 2001; 104: 2436–2441. MEDLINE
12.
Herrmann J, Haude M, Lerman A et al.: Abnormal coronary flow velocity reserve following coronary intervention is associated with cardiac marker elevation. Circulation 2001; 103: 2339–2345. MEDLINE
13.
Herrmann J, Volbracht L, Haude M et al.: Biochemische Marker bei ischämischen und nicht ischämischen Myokardschädigungen. Med Klin 2001; 96: 144–156. MEDLINE
14.
Heusch G, Schulz R, Baumgart D, Haude M, Erbel R: Coronary microembolization. Prog Cardiovasc Dis 2001; 44: 217–230. MEDLINE
15.
Kern MJ, Puri S, Bach RG et al.: Abnormal coronary flow velocity reserve after coronary artery stenting in patients. Role of relative coronary reserve to assess potential mechanisms. Circulation 1999; 100: 2491–2498. MEDLINE
16.
Sabbah HN, Stein PD, Kono T et al.: A canine model of chronic heart failure produced by multiple sequential coronary microembolizations. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1991; 29: H1379–H1384. MEDLINE
17.
Skyschally A, Schulz R, Erbel R, Heusch G: Reduced coronary and inotropic reserves with coronary microembolization. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2002; 282: H611–H614. MEDLINE
18.
Thielmann M, Dörge H, Martin C et al.: Myocardial dysfunction with coronary microembolization: signal transduction through a sequence of nitric oxide,tumor necrosis factor-a and sphingosine. Circ Res 2002; 90: 807–813. MEDLINE
19.
Van Liebergen RAM, Piek JJ, Koch KT, de Winter RJ, Lie KI: Immediate and long-term effect of balloon angioplasty or stent implantation on the absolute and relative coronary blood flow velocity reserve. Circulation 1998; 98: 2133–2140. MEDLINE
1. Alpert JS, Thygesen K: Myocardial infarction redefined – a consensus document of the Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology committee for the redefinition of myocardial infarction. Eur Heart J 2000; 21: 1502–1513. MEDLINE
2. Baim DS, Wahr D, George B et al.: Randomized trial of a distal embolic protection device during percutaneous intervention of saphenous vein aorto-coronary bypass grafts. Circulation 2002; 105: 1285–1290. MEDLINE
3. Baumgart D, Liu F, Haude M, Görge G, Ge J, Erbel R: Acute plaque rupture and myocardial stunning in patient with normal coronary arteriography. Lancet 1995; 346: 193–194. MEDLINE
4. Brener SJ, Topol EJ: Epicardial versus microcirculatory dissociation. Eur Heart J 2002; 23: 274–276. MEDLINE
5. Carlino M, De Gregorio J, Di Mario C et al.: Prevention of distal embolization during saphenous vein graft lesion angioplasty. Circulation 1999; 99: 3221–3223. MEDLINE
6. Davies MJ, Thomas AC, Knapman PA, Hangartner JR: Intramyocardial platelet aggregation in patients with unstable angina suffering sudden ischemic cardiac death. Circulation 1986; 73: 418–427. MEDLINE
7. Dörge H, Neumann T, Behrends M et al.: Perfusion-contraction mismatch with coronary microvascular obstruction: role of inflammation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 279: H2587–H2592. MEDLINE
8. Dörge H, Schulz R, Belosjorow S et al.: Coronary microembolization: the role of TNFa in contractile dysfunction. J Mol Cell Cardiol 2002; 34: 51–62. MEDLINE
9. El-Maraghi N, Genton E: The relevance of platelet and fibrin thrombembolism of the coronary microcirculation, with special reference to sudden cardiac death. Circulation 1980; 62: 936–944. MEDLINE
10. Falk E: Unstable angina with fatal outcome: dynamic coronary thrombosis leading to infarction and/or sudden death. Autopsy evidence of recurrent mural thrombosis with peripheral embolization culminating in total vascular occlusion. Circulation 1985; 71: 699–708. MEDLINE
11. Grube E, Gerckens U, Yeung AC et al.: Prevention of distal embolization during coronary angioplasty in saphenous vein grafts and native vessels using porous filter protection. Circulation 2001; 104: 2436–2441. MEDLINE
12. Herrmann J, Haude M, Lerman A et al.: Abnormal coronary flow velocity reserve following coronary intervention is associated with cardiac marker elevation. Circulation 2001; 103: 2339–2345. MEDLINE
13. Herrmann J, Volbracht L, Haude M et al.: Biochemische Marker bei ischämischen und nicht ischämischen Myokardschädigungen. Med Klin 2001; 96: 144–156. MEDLINE
14. Heusch G, Schulz R, Baumgart D, Haude M, Erbel R: Coronary microembolization. Prog Cardiovasc Dis 2001; 44: 217–230. MEDLINE
15. Kern MJ, Puri S, Bach RG et al.: Abnormal coronary flow velocity reserve after coronary artery stenting in patients. Role of relative coronary reserve to assess potential mechanisms. Circulation 1999; 100: 2491–2498. MEDLINE
16. Sabbah HN, Stein PD, Kono T et al.: A canine model of chronic heart failure produced by multiple sequential coronary microembolizations. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1991; 29: H1379–H1384. MEDLINE
17. Skyschally A, Schulz R, Erbel R, Heusch G: Reduced coronary and inotropic reserves with coronary microembolization. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2002; 282: H611–H614. MEDLINE
18. Thielmann M, Dörge H, Martin C et al.: Myocardial dysfunction with coronary microembolization: signal transduction through a sequence of nitric oxide,tumor necrosis factor-a and sphingosine. Circ Res 2002; 90: 807–813. MEDLINE
19. Van Liebergen RAM, Piek JJ, Koch KT, de Winter RJ, Lie KI: Immediate and long-term effect of balloon angioplasty or stent implantation on the absolute and relative coronary blood flow velocity reserve. Circulation 1998; 98: 2133–2140. MEDLINE

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