Letale pulmonale Fettembolie: Assoziation mit Myokardhypertrophie

Zu einer pulmonalen Fettembolie (PFE) können Frakturen langer Röhrenknochen, Quetschungen von Weichteilgeweben oder orthopädische Operationen führen, ebenso Vergiftungen, Äthernarkosen, Verbrennungen, Starkstromverletzungen und die Injektion von Fett in die Blutbahn [1, 2, 7, 8, 17, 18, 29, 31, 34]. Bei Frakturen können sich Fetttropfen aus dem Inneren langer Röhrenknochen lösen und in Venen eingeschwemmt werden. Folge ist eine pulmonale oder, z. B. bei offenem Foramen ovale, eine zerebrale Fettembolie.

Im Rahmen der PFE kann es u. a. zu Tachykardie, Hypoxämie, Rechtsherzbelastung und in der Folge zum Herz-Kreislauf-Stillstand bei akutem Rechtsherzversagen kommen [2, 14, 32]. Mittels CT- oder MRT-Aufnahmen lassen sich in vivo und post mortem relevante Fettpartikel in der Lungenstrombahn darstellen [6, 23, 26].

Zur Pathophysiologie der Fettembolie werden verschiedene Theorien diskutiert. Die Einschwemmungstheorie geht davon aus, dass Fett im Rahmen des Traumas in das Gefäßsystem gesaugt bzw. gepresst wird [5, 15]. Der exakte pathophysiologische Ablauf bleibt jedoch umstritten. Die Lipasetheorie geht von einer überschießenden biochemischen Reaktion mit „Lipaseentgleisung“ aus [20], die kolloidchemische Theorie von einer Homöostasestörung der Blutfette [28, 34]. Nichttraumatisch bedingte Fettembolien könnten durch Agglutination von Chylomikronen und dem Very-Low-Density-Lipoprotein (VLDL) ausgelöst werden [16].

Diese Studie zur tödlichen PFE wertet 27 Fälle aus, die am Institut für Rechtsmedizin des Universitätsklinikums Münster untersucht wurden. Der Schwerpunkt lag auf vergesellschafteten Erkrankungen und möglichen Risikofaktoren.

Insgesamt 361 Leichenöffnungs- und Histologieprotokolle aus den Jahren 1993–2017 enthielten das Stichwort „Fettembolie“. Bei 27 Fällen wurde als Todesursache eine PFE angegeben. Als Kontrollgruppe dienten 27 an einem Trauma verstorbene Personen (1995–2017), bei denen eine PFE trotz entsprechender Untersuchungen nicht nachgewiesen werden konnte. Geschlecht und Alter der Betroffenen, welche die Kontrollgruppe bilden, wurden entsprechend der Studiengruppe ausgewählt, um eine Vergleichbarkeit zu gewährleisten.

Zur Auswertung standen detaillierte Leichenöffnungsprotokolle, Krankenunterlagen und die histologischen Befunde nach Anfertigung von Hämatoxylin-Eosin-Präparaten (HE-Präparaten) der Organe zur Verfügung. Teilweise wurden toxikologische Untersuchungen durchgeführt. Zur Evaluation der Diagnose einer letalen PFE wurden neben den Leichenöffnungs- und Histologieprotokollen gefriergetrocknete und mit Sudan III gefärbte Schnittpräparate der Lungen unter dem Lichtmikroskop bewertet.

Die Sudan-III-Färbung ermöglicht eine leichte Identifizierung von Fetten [9, 30]: Die Abb. 1, 2 und 3 zeigen Fettembolien der Grade 2 und 3 nach Falzi in den Vergrößerungen 200:1 und 400:1 Die Gradeinteilung beruht auf der modifizierten Klassifikation der Fettembolie nach Falzi [5, 12], (Tab. 1).

Zur Graduierung der PFE wurden sämtliche Präparate von 2 Autoren unabhängig voneinander unter dem Lichtmikroskop beurteilt. Bei fehlender Übereinstimmung in einem Fall (Grad 2 vs. Grad 3) wurde ein Konsens nach gemeinsamer Beurteilung erzielt.

Relevante Sektionsbefunde, einschließlich von Myokardgewicht und der Diagnose chronisches Lungenemphysem (CLE), sowie die Überlebenszeiten wurden den Leichenöffnungs- und Histologieprotokollen entnommen. Die Body-Mass-Indizes (BMI) der Verstorbenen wurden anhand von Gewicht und Körpergröße berechnet und entsprechend der Klassifikation der World Health Organization (WHO-Klassifikation) eingeteilt [4], die Verletzungsschwere anhand des Injury Severity Score (ISS).

Die Ergebnisse in der Studien- und Kontrollgruppe wurden verglichen. Für die statistische Auswertung von ordinalskalierten Daten wurde der Mann-Whitney-U-Test (Signifikanzniveau 0,050) herangezogen und für nominalskalierte Daten der Chi-Quadrat-Test (Signifikanzniveau 0,050). Die Berechnungen wurden mit der SPSS Version 29 (IBM, Armonk, NY, USA) durchgeführt. Die Verteilung von Körpergröße und Körpergewicht wurde mit den im Mikrozensus 2017 [24] vorhandenen Datensätzen verglichen.

In den 27 Fällen einer tödlichen PFE war immer ein Trauma vorangegangen, teilweise gefolgt von einer Operation. Nichttraumatische Fettembolien konnten im Archiv zwar ausfindig gemacht werden, waren jedoch in keinem Fall führend todesursächlich. Gemäß der modifizierten Klassifikation nach Falzi wiesen 17 Todesfälle Grad 3 und 10 Grad 2 auf (Tab. 2). In allen Fällen von Grad 2 bestanden relevante Vorerkrankungen.

In der Studiengruppe waren 17 Personen (63 %) weiblichen Geschlechts, 10 männlich (37 %). Die Altersspanne reichte vom 56. bis zum 93. Lebensjahr, der Median betrug 81 Jahre bei den Frauen und 74 Jahre bei den Männern. Der Altersdurchschnitt lag insgesamt bei 79 Jahren (Tab. 2). Der mittlere BMI betrug 25,6 kg/m² (Tab. 3), bei Frauen 25,8 kg/m² und bei Männern 25,2 kg/m² (Präadipositas). Der mittlere ISS lag bei 21,5, die durchschnittliche Überlebenszeit nach Trauma bei 44 h.

In der Kontrollgruppe lag die Altersspanne zwischen dem 51. und 89. Lebensjahr und der mittlere BMI bei 25,3 kg/m². Die Geschlechterverteilung war identisch zur Studiengruppe. Der mittlere ISS lag bei 23,2, die durchschnittliche Überlebenszeit nach Trauma bei 42 h.

Ein Vergleich der Studien- mit der Kontrollgruppe ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich Alter (p = 0,213), Geschlecht (p = 1,000) und BMI (p = 0,742), ebenso wenig in Bezug auf die Injury Severity Scores (p = 0,127) und die Überlebenszeiten (p = 0,609).

In der Studiengruppe wurde eine Myokardhypertrophie in 20 Fällen (74 %) autoptisch diagnostiziert. Die Spanne der Herzgewichte reichte von 305 bis 720 g (Tab. 2). Das mittlere Myokardgewicht lag bei 457 g für beide Geschlechter; Frauen: 434 g, Männer: 496 g. In 9 Fällen (33 %) wurde ein Herzgewicht von 500 g teilweise deutlich überschritten.

In der Kontrollgruppe (Tab. 4) wurde eine Myokardhypertrophie in 3 Fällen bei der Sektion festgestellt. Das minimale Myokardgewicht betrug 280 g, das maximale 610 g. Das mittlere Myokardgewicht lag bei 374 g für beide Geschlechter; Frauen: 349 g, Männer: 384 g. Ein Herzgewicht von mehr als 500 g wurde in 2 Fällen gemessen. Der Vergleich mit der Studiengruppe ergibt einen statistisch signifikanten Unterschied (p = 0,001).

Ein CLE wurde in 15 Studienfällen (56 %) festgestellt, dabei lag eine PFE Grad 3 nach Falzi in 8 und eine PFE Grad 2 in 7 Fällen (Tab. 2) vor. In der Kontrollgruppe wurde die Diagnose CLE in 10 Fällen (37 %) gestellt (Tab. 4). Der Unterschied ist nicht signifikant (p = 0,172).

Die postmortale Diagnose einer todesursächlichen PFE beruht auf dem histologischen Nachweis einer hochgradigen PFE bei gleichzeitigem Ausschluss konkurrierender Todesursachen. Die für den Todeseintritt erforderliche, embolisierte Fettmenge wurde auf etwa 20 g geschätzt, entsprechend einer massiven Fettembolie Grad 3 nach Falzi [5]. Falls Herz- oder Lungenerkrankungen vorliegen, wurde mindestens eine PFE Grad 2 nach Falzi gefordert, damit die PFE als führend todesursächlich angesehen werden kann [5, 19]. Dabei ist eine gründliche Einzelfallbeurteilung erforderlich.

In der vorliegenden Studiengruppe wurde die Todesursächlichkeit einer PFE entsprechend dieser Vorgaben diagnostiziert, der Ausschluss konkurrierender Todesursachen erfolgte durch Sektion, Histologie, Einsicht in die Krankenunterlagen und teilweise Toxikologie. Deshalb wiesen alle Fälle mit PFE Grad 2 nach Falzi erhebliche Vorerkrankungen von Herz, Lunge, Leber oder Nieren auf, allerdings auch 82 % der Fälle mit PFE Grad 3. Dabei überwogen kardiale Befunde.

Das durchschnittliche Myokardgewicht in der Studiengruppe war signifikant (p = 0,001) höher als das in der hinsichtlich Alter, Geschlecht, BMI, Überlebenszeit und Verletzungsschwere vergleichbaren posttraumatischen Kontrollgruppe. In der Literatur wurde ein Zusammenhang zwischen Herzgewicht und tödlicher PFE bisher vermutlich nicht systematisch untersucht. Es finden sich lediglich einzelne Fallberichte, in denen die Verstorbenen ein hohes Myokardgewicht aufwiesen und ein Zusammenhang zwischen Herzvorschädigung und tödlichem Ausgang einer PFE angenommen wurde [21, 25].

Die Ergebnisse dieser Studie legen die Vermutung nahe, dass eine Myokardhypertrophie für den tödlichen Ausgang einer PFE prädisponiert. Eine PFE führt primär zu einer Rechtsherzbelastung, das Herzgewicht hingegen wird weitgehend von der Stärke der linken Herzkammer bestimmt. Allerdings handelt es sich oft nicht um eine isolierte Linksherzhypertrophie. Zum einen kann die Hypertrophie durch systemische Botenstoffe (z. B. adrenerges System, Hyperthyreose), welche primär beide Kammern beeinflussen, getriggert sein. Zum anderen entwickelt sich nach Ausschöpfung der Kompensationsmechanismen der linken Herzkammer eine Linksherzinsuffizienz, welche eine Stauung im Lungenkreislauf und konsekutiv eine chronische Rechtsherzbelastung bewirkt. So könnte eine linksventrikuläre Vorschädigung bei erhöhtem pulmonalarteriellen Widerstand im Rahmen einer PFE die Ausbildung rechtsventrikulärer Nekrosen begünstigen. Diese wiederum stellen vermutlich das morphologische Korrelat des akuten Rechtsherzversagens dar [13]. Folglich könnte eine Myokardhypertrophie bei Verdacht auf eine PFE klinisch als Risikofaktor für einen tödlichen Ausgang Berücksichtigung finden und autoptisch für eine histologische PFE-Diagnostik sprechen.

Die Geschlechterverteilung in der Studien- und Kontrollgruppe zeigt mit 63 % vs. 37 % ein Überwiegen von Frauen. Diese Verteilung entspricht in etwa der statistischen Geschlechterverteilung in der Allgemeinbevölkerung, bezogen auf das jeweilige Geburts- und Todesjahr [3]. Andere Autoren konnten ebenfalls keinen Zusammenhang zwischen Geschlecht und Auftreten einer tödlichen PFE [33] oder zwischen Geschlecht und Schweregrad einer PFE [27] nachweisen.

Ein signifikanter Zusammenhang zwischen BMI und PFE zeigte sich in der Untersuchung ebenfalls nicht (p = 0,742). Der mittlere BMI lag mit 25,6 kg/m² (Präadipositas) diskret unter dem der Allgemeinbevölkerung [24]. Hinweise für einen Zusammenhang zwischen Adipositas und letaler PFE finden sich somit nicht. Auch bei Kindern wurde keine Assoziation festgestellt [11]. Allerdings ergab sich in einer klinischen Studie ein signifikanter Zusammenhang zwischen erhöhtem BMI und dem Auftreten einer PFE [22], in einer Autopsiestudie dagegen signifikant niedrigere Körpergewichte bei PFE als Todesursache [10].

Die Limitierungen dieser Studie ergeben sich aus der niedrigen Fallzahl, dem retrospektiven Charakter und der nichtsystematischen Fallauswahl, was der eher selten erfolgenden Diagnosestellung geschuldet ist. Deshalb können Schlussfolgerungen nur mit entsprechender Vorsicht gezogen werden. Allerdings bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen letaler PFE und Myokardhypertrophie. Dies sollte in weiteren Studien überprüft werden, wenn möglich unter Einschluss des Parameters „Rechtsherzhypertrophie“. Der mögliche Risikofaktor „Myokardhypertrophie“ könnte bei Verdacht auf eine PFE klinisch und autoptisch Beachtung finden. Ob ein CLE oder Adipositas als weitere Komorbidität relevant ist, bleibt offen. Diese Untersuchung ergab dafür keine Hinweise.