Operative und interventionelle Gefäßmedizin
Autoren
Axel Larena-Avellaneda und Sebastian Debus

Aneurysmatische Gefäßerkrankungen: Terminologie, Ätiologie und Lokalisation

Bei einem Aneurysma handelt es sich um eine umschriebene Erweiterung eines Gefäßes. In diesem Kapitel werden die Ursachen der verschieden Formen und Lokalisationen von Aneurysmen dargestellt. Da die genetischen und molekularen Grundlagen vor allem am abdominellen Aortenaneurysma (AAA) untersucht worden sind, diesen diese Aneurysmen hier im Fokus. Drei Prozesse stehen hierbei im Vordergrund bei der Ausbildung solcher Aneurysmen: Die Degradation der extrazellulären Matrix, ein chronischer Entzündungsprozess sowie eine Reduktion der mesenchymalen Muskelzellen.

Terminologie und Ätiologie

Bei einem Aneurysma handelt es sich um eine umschriebene Erweiterung eines Gefäßes. Historisch gesehen, wurden die ersten Gefäßrekonstruktionen überhaupt im Rahmen von Aneurysma-Reparaturen vorgenommen (Kap. Geschichtliche Entwicklung der arteriellen Gefäßchirurgie).
  • Die erste Gefäßnaht im Menschen durch John Murphy 1890: es handelte sich um ein Leistenaneurysma nach einer Schussverletzung.
  • Die erste Venenbypass-Operation durch Goyanes 1906: Er behandelte ein luetisches Poplitea-Aneurysma, indem er die tiefe Vene in-situ interponierte.
  • Die erste Venentransplantation durch Erich Lexer 1907: im Rahmen einer Schulterverletzung hatte sich ein A. axillaris-Aneurysma ausgebildet. Nach der Resektion desselben musste Lexer die Strecke überbrücken und verwendete hierfür die umgedrehte V. saphena magna.
Definitionsgemäß werden verschiedene Formen unterschieden. Beim echten Aneurysma ( Aneurysma verum) betrifft die Aussackung alle 3 Wandschichten. Morphologisch kann zwischen fusiformen, sackförmigen und gemischten Formen unterteilt werden. Die Abgrenzung zur Gefäßektasie ist dabei nicht immer eindeutig geklärt, wobei eine Zunahme des Gefäßdurchmessers um 50 % meist als Aneurysma bezeichnet wird. Beim Aneurysma spurium ( falsches Aneurysma , Pseudoaneurysma ) liegt ein Defekt in der Gefäßwand vor, der alle 3 Wandschichten betrifft. Das Blut tritt aus dem Gefäß aus, und wird von einer bindegewebigen Kapsel umgeben („pulsierendes Hämatom“). Im Rahmen einer Aortendissektion (Kap. Typ A-Dissektion der Aorta; Kap. Akutes Aortensyndrom der Aorta descendens) kann es zu einer Erweiterung des falschen Lumens kommen, man spricht von einem Aneurysma dissecans.
Der Entwicklung eines Aneurysmas können verschiedene Ursachen zugrunde liegen.
  • Innere Ursachen
    • Erworben: arteriosklerotisch/degenerative Mediaerkrankungen
    • Hereditär: Erbkrankheit/genetisch/familiär
    • Sonderformen: infektiöses Aneurysma, inflammatorisches Aneurysma
  • Äußere Ursachen
    • Trauma im Rahmen von Verletzungen
    • Pseudoaneurysma nach Intervention/Drogenabusus
    • Nahtaneurysma/Protheseninfekt
Sieht man von den iatrogenen Punktionsaneurysmen (Pseudoaneurysmen) ab, die durch die zunehmende Verbreitung interventioneller Verfahren eine drastische Zunahme erfahren haben, finden sich heutzutage die meisten Aneurysmen im Bereich der Aorta. Neueren randomisierten Screeningstudien zufolge beträgt die Prävalenz für ein abdominelles Aortenaneurysma in der Bevölkerung über 65 Jahren (125.576 Probanden) zwischen 4,0 % und 7,7 %, mit einem Durchschnitt von 5,5 % (Böckler et al. 2009).

Erworbene arteriosklerotische Aneurysmen/degenerative Mediaerkrankungen

Auch die thorakale Aorta stellt einen Prädilektionsort für die Ausbildung von Aneurysmen dar. Dabei scheinen die Ätiologie und die pathophysiologischen Mechanismen in thorakaler und abdomineller Aorta nicht identisch zu sein (Davis et al. 2014) Tab. 1. Eine mögliche Ursache könnte die unterschiedliche embryonale Herkunft der glatten Gefäßmuskelzellen (GM) sein (Maegdefessel et al. 2014).
Tab. 1
Unterschiede in Ätiologie und Pathophysiologie zwischen abdominellen und thorakalen Aortenaneurysmen (nach Davis et al. 2014; Curci et al. 2005)
Faktor
Abdominelles Aortenaneurysma
Thorakales Aortenaneurysma
Risikofaktoren
Aktives Rauchen oder Raucheranamnese
hohes Alter
positive Familienanamnese
symptomatische Arteriosklerose
Hypercholesterinämie
männliches Geschlecht
schwarze Hautfarbe (protektiv)
Diabetes mellitus (protektiv)
Jüngere Patienten
keine Bevorzugung eines Geschlechts
stärkerer hereditärer Einfluss
Pathologie
Destruktives Remodelling der extrazellulären Matrix
Apoptose der glatten Muskelzellen
Infiltration durch inflammatorische Zellen
Defragmentierung des Elastins
Proliferation der glatten Muskelzellen
weniger prominente Leukozyteninfiltration
Genetik
Multifaktoriell auf verschiedenen Genloci
Bekannte Genmutationen, z. B. Marfan-Syndrom (Fibrillin-1)
starke Assoziation mit bindegewebigen Aortenerkrankungen
In ca. 15 % der Aortenaneurysmen findet sich eine positive Familienanamnese (Verloes et al. 1995). Diese Fälle sind allerdings von bekannten hereditären Krankheiten, die mit den Aortenerkrankungen im Zusammenhang stehen, abzugrenzen (Marfan-Syndrom, Ehlers-Danlos-Syndrom, Loeys-Dietz-Syndrom; Kap. Genetisch bedingte Aortenerkrankungen). Die genetische Disposition ergibt sich aus Genomstudien, die Zusammenhänge mit dem Chromosom 19q13 (Shibamura et al. 2004), dem langen Arm des Chromosoms 16 (Powell et al. 1990) und bestimmten HLA-Isotypen (Rasmussen et al. 1997). Neben der erblichen Komponente spielen Umwelteinflüsse eine Rolle, wobei Rauchen eine besondere Position einnimmt (Lederle et al. 2003). Geschlecht und ethnische Faktoren haben ebenfalls einen relevanten Einfluss. Demnach gelten weibliches Geschlecht, schwarze Hautfarbe und Diabetes mellitus als protektiv.
Da abdominelle Aortenaneurysmen (AAA) als echte Aneurysmen am häufigsten vorkommen und relativ einfach Präparate gewonnen werden können, sind die pathophysiologischen Vorgänge hier am besten untersucht. Als genereller phänotypischer Mechanismus für die Entwicklung eines Aneurysmas kann der Verlust der strukturellen Integrität des Gefäßes angesehen werden. Im Gegensatz zur pAVK sind alle 3 Wandschichten betroffen. Für die Stabilität des Gefäßes sind insbesondere die Media und die Adventitia zuständig. Die Gefäßmedia setzt sich vor allem aus den glatten Muskelzellen (GM) und der extrazellulären Matrix (EZM) zusammen. Die EZM besteht im Wesentlichen aus Elastin, Kollagenen und Proteoglykanen, wobei hier regelhaft eine lamelläre Schichtung zu finden ist (Curci et al. 2005). Elastin stellt dabei die stabilste Komponente dar, morphologisch sind die Elastinfasern aus amorphen Elastin und Mikrofibrillen konstruiert. 20 % der Aortenwandproteine bestehen aus Kollagenen, vornehmlich Typ I und Typ III. Durch Vernetzung entsteht eine stabile, allerdings auch rigide Struktur. Die dreidimensionale Konstruktion der Media gibt dem Gefäß die notwendige Stabilität, um dem pulsatilen Druck standzuhalten.
Auf der anderen Seite ermöglicht diese Anatomie auch die notwendige Compliance, biomechanische und reparative Reserve (Curci et al. 2005). Interessanterweise kann im Rahmen einer Thrombendarterektomie ein großer Teil der Media entfernt werden, ohne dass Aneurysmen entstehen. Die Rückfolgerung lautet, dass sich vor einer Aneurysmaausbildung nahezu die komplette Mediastruktur aufgelöst haben muss.
Die Entwicklung eines echten AAA ist durch die folgenden Prozesse gekennzeichnet (Curci et al. 2005).
  • Degradation der EZM
  • Chronischer Entzündungsprozess
  • Reduktion der mesenchymalen Muskelzellen

Degradation der EZM

In den meisten Aneurysmen kann eine extensive Veränderung der EZM gefunden werden. Interessanterweise kann im Modell nachgewiesen werden, dass eine enzymatische Degradation des Elastins eine Dilatation bedingt, zur Ruptur aber ein Abbau des Kollagens notwendig zu sein scheint (Dobrin et al. 1984). Für die Degradation des Elastins („Elastolyse“) in Aortenaneurysmen sind großenteils die Matrixmetalloproteinasen (MMP) verantwortlich.
MMP sind durch ein Zinkmolekül im aktiven Zentrum charakterisiert und gehören zu den Endopeptidasen, d. h. sie spalten enzymatisch Peptidbindungen innerhalb des Proteins. Sie spielen in zahlreichen Vorgängen eine wichtige Rolle. MMP werden als Proenzym sezerniert und meist durch Abspaltung eines Peptidrestes aktiviert. Bekannt sind mehr als 24 MMP, die in der Lage sind, EZM abzubauen; 22 hiervon konnten im Menschen gefunden werden. Neben sezernierten MMP wurden membrangebundene MMP beschrieben, man unterscheidet mehrere Untergruppen (Abb. 1).
Die Geschichte der MMP begann mit der Erstbeschreibung der kollagenolytischen Aktivität in Kaulquappengewebe 1962 (Gross und Lapiere 1962). Entsprechend dieser Funktion wurde das Enzym Kollagenase genannt, inzwischen auch als MMP-1 bezeichnet. Dieses Enzym hydrolysiert vor allem Kollagen Typ I und Typ III. Kollagen wird außerdem durch MMP-8 (Kollagenase-2) und MMP-13 (Kollagenase-3) abgebaut. Diese MMP gehören allesamt der Gruppe der „simple hemopexin domain-containing MMP“ an.
Eine andere Subgruppe stellen die „gelatin-binding MMP“ dar. Dabei weisen hier insbesondere die MMP-2 und MMP-9 eine ausgesprochene elastolytische Aktivität auf. MMP-2 wird auch als Gelatinase A bezeichnet, und wird von verschiedenen mesenchymalen Zellen exprimiert. MMP-2 baut Kollagen Typ IV, Gelatine (denaturiertes Kollagen) und Elastin ab. Eine erhöhte Expression der MMP-2 konnte mit verschiedenen pathophysiologischen Vorgängen im Gefäß in Verbindung gebracht werden (Aortenaneurysma, Arteriosklerose, Intimahyperplasie) (Vine und Powell 1991).
Auch MMP-9 (Gelatinase B) wird in Aortenaneurysmen vermehrt gefunden (Newman et al. 1994). Dieses Enzym ist in der Lage, Elastin zu spalten und scheint bei der Ausbildung der Aneurysmen eine wichtige Rolle zu spielen. Auch können erhöhte MMP-9-Spiegel im Blut mit der Ausbildung und Rupturgefahr von Aneurysmen in Verbindung gebracht werden (Takagi et al. 2009)(Urbonavicius et al. 2008). Allerdings scheinen die Blutspiegel nicht mit der Konzentration im Gewebe zu korrelieren (Wilson et al. 2008). Inwiefern sich MMP-9 als Biomarker tatsächlich einsetzen lässt, bleibt abzuwarten.
Weitere MMP können in den Aneurysmen gefunden werden, allerdings in deutlich geringeren Konzentrationen (MMP-1, MMP-3, MMP-12, MMP-13). Die genaue Rolle bei der Ausbildung von Aneurysmen ist bisher nicht klar. Gegenspieler der MMP sind die „tissue inhibitors of metalloproteinasen“ (TIMP). Innerhalb der Aneurysmawand sind TIMP ebenso wie die MMP erhöht (Elmore et al. 1998). Weitere Proteasen, die in den Aneurysmen (und z. T. auch im Blut) vermehrt gefunden werden, sind die Serin(neutrophile)-Elastase und verschiedene Kathepsine (Curci et al. 2005).

Chronische Entzündungsprozesse

Chronische Entzündungen finden sich regelhaft bei den Aneurysmen und sind nicht mit der Entität des „inflammatorischen Aneurysmas“ zu verwechseln (s. Abschn. 1.3). Im Rahmen der Aneurysmaausbildung findet sich eine transmurale Infiltration mit Zellen einer chronischen Inflammation: Makrophagen, T- und B-Lymphozyten, Mastzellen und neutrophile Granulozyten (Koch et al. 1990). Monozyten werden lokal aktiviert, differenzieren sich in Makrophagen, die wiederum wesentlich mit zur EZM-Degeneration beitragen.
Inzwischen konnte festgestellt werden, dass für die Aktivierung der Makrophagen bestimmte Rezeptoren wichtig sind: C-C-Chemokin-Rezeptor Typ 2 (CCR2), Myeloid-Differenzierungsfaktor 88 (MyD 88), C-C-C motif Rezeptor 4 (CXCR4) und „stromal cell derived factor 1“ (Davis et al. 2014; Davis et al. 2015). Die Einwanderung der Neutrophilen wird über das L-Selektin Adhäsionsmolekül vermittelt (Davis et al. 2014).
Eine andere Krankheit, die mit einer transmuralen Entzündungsreaktion einhergeht, ist die Riesenzellarteriitis (Weyand et al. 1996). Interessanterweise geht die Diagnose der Riesenzellarteriitis mit einem 17-fach erhöhten Risiko der Ausbildung eines thorakalen Aortenaneurysmas einher, was die Rolle der Inflammation bei diesem Krankheitsbild belegt (Evans et al. 1995). Das Risiko zur Ausbildung eines isolierten infrarenalen Aortenaneurysmas ist um den Faktor 2,4 erhöht.
Die Aufrechterhaltung des inflammatorischen Prozesses ist eng mit der Freisetzung von Mediatoren gekoppelt. Insbesondere Chemokine und Zytokine spielen hier eine wichtige Rolle und können Ansatzpunkt einer medikamentösen Therapie darstellen (Curci et al. 2005). Das Zusammenspiel dieser Faktoren ist allerdings außerordentlich komplex, und die Daten sind widersprüchlich: z. B. ist der Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) zwar im Aortenaneurysma gegenüber der normalen Arterie erhöht. Noch höher sind die Werte allerdings bei okkludierenden Prozessen dieses Gefäßes, so dass das Vorhanden dieses Moleküls keineswegs die Ausbildung eines Aneurysmas erklärt. Die TNF-α-mRNA ist dagegen im Aneurysma gegenüber der Stenose überexprimiert (Shteinberg et al. 2000). Ähnlich widersprüchliche Ergebnisse finden sich für Interleukin-1β. Weitere Interleukine, die vermehrt in AAA gefunden werden sind IL 6, IL 17 und IL 23 (Davis et al. 2014). Auch Interferon-γ (INF-γ) spielt bei der Regulation der EZM eine wichtige Rolle und scheint potenziell als Biomarker geeignet zu sein (Urbonavicius et al. 2008). Zwar wurde der TGF-ß vor allem bei thorakalen Aneurysmen untersucht, scheint aber auch bei den AAA eine Rolle zu spielen. Im Aorten-Mausmodell führte die Blockade des TGF-ß zu einem vermehrten Zelltod der GM, Elastin Degradation und Aortenruptur (Wang et al. 2010).

Reduktion der mesenchymalen Zellen

Die EZM wird wesentlich von GM und Fibroblasten produziert. Ein Verlust dieser Zellen geht auch mit einer Reduktion der EZM, und somit einer potenziellen Aneurysmaentwicklung einher (Lopez-Candales et al. 1997). Als wesentlicher Mediator konnte die Serin/Threonin-Protein-Kinase 3 identifiziert werden (Wang et al. 2015).
Experimentellen Studien zufolge scheint auch das Renin-Angiotensin-System bei der Ausbildung und Ruptur von Aneurysmen von Bedeutung zu sein. So entwickeln Mäuse bei subkutaner Applikation von Angiotensin II abdominelle Aneurysmen (Thompson et al. 2006).

Genetische Aspekte beim AAA

Die familiäre Häufung von Aneurysmen deutet auf einen möglichen genetischen Hintergrund hin. Meta-Analysen von Kandidaten-Genen zufolge konnte eine Assoziation von AAA mit folgenden Polymorphismen identifiziert werden (Übersicht in: [Davis et al. 2015 und (Maegdefessel et al. 2014)]): MMP-3, SORT1, TGFBR2, und ANRIL. In Genom-weiten Untersuchungen konnte folgende Genloci in Zusammenhang mit AAA gebracht werden: 9p21.3, 3p12.3 rs763818, DAB2IP rs7025486, LDLR rs6511720 und LRP1 rs1466535.
Micro-RNAs (miRNA) sind kleine, nicht-codierende RNA-Stränge, die offensichtlich in vielen Prozessen eine posttranskriptionale Regulation übernehmen. Mit der Ausbildung von AAA konnten bisher 5 miRNA in Verbindung gebracht werden (miR-21, miR-24, miR-29b, miR-712 und miR-205) (Davis et al. 2015). Dabei können miRNA sowohl als Biomarker als auch als pharmakologische Targets Bedeutung erlangen (Davis et al. 2015; Maegdefessel et al. 2014). miRNAs können beispielsweise antagonisiert werden (antagomiR), der Einsatz von miRNA-Imitatoren ist deutlich problematischer, da hier die Prinzipien der Gentherapie eingesetzt werden müssen. Eine sehr wesentliche Rolle scheint miR-21 zu spielen. Ursprünglich galt sie als onco-miRNA, da sie von vielen Tumoren exprimiert wird. Eine hohe Expression wird aber insbesondere auch glatten Gefäßmuskelzellen beobachtet (Maegdefessel et al. 2014). Dementsprechend kann sie eine wichtige Rolle in verschiedenen Pathologien spielen, z. B. bei der Intimahyperplasie. Da GM auch bei der Aneurysmausbildung entscheidend sind, haben sich verschiedene Arbeitsgruppen auf die Zusammenhänge zwischen miR-21 und den verschiedenen Rezeptoren an glatten Muskelzellen konzentriert (Übersicht in: (Maegdefessel et al. 2014)). MiR-21 wird im Aorten-Schweinemodell hochreguliert (Maegdefessel et al. 2014). Die Antagonisierung von miR-21 führte zu einer deutlichen Progression der Aneurysmen. Eine hohe miR-21 Expression könnte damit protektiv wirken. MiR-29b wiederum scheint bei der EZM wesentlich Einfluss zu nehmen (Maegdefessel et al. 2014). Bei Aneurysmen finden sich reduzierte miR-29b Expressionswerte sowohl im Tierversuch als auch in humanen Proben. Dementsprechend bieten sich diese Moleküle zur pharmakologischen Therapie von AAA an (Abb. 2).

Hereditär: Erbkrankheit/genetisch/familiär

Kap. Genetisch bedingte Aortenerkrankungen

Sonderformen: infektiöses Aneurysma, inflammatorisches Aneurysma

Kap. Infiziertes arterielles Aneurysma
Das inflammatorische Aortenaneurysma wird von rheumatologischer Seite dem Formenkreis der chronischen Periaortitis zugeordnet. Hierzu zählen auch die idiopathische retroperitoneale Fibrose (M. Ormond) und die perianeurysmatische retroperitoneale Fibrose (Vaglio und Buzio 2005). Gemeinsames Merkmal ist die fibroinflammatorische Reaktion, die von der Adventitia der Aorta abdominalis bzw. den Iliakalarterien ausgeht und die die retroperitonealen Strukturen mit einbeziehen kann. Neueren Untersuchungen zufolge ist bei ca. 40 % der inflammatorischen Aneurysmen der Zusammenhang mit einer IgG4-assoziierten Systemerkrankungen festzustellen (Stone 2011), wobei das inflammatorische Aneurysma auch die einzige Manifestation dieser Erkrankungen darstellen kann (Raparia et al. 2013). Zirka 4–9 % aller infrarenalen Aneurysmen gelten als inflammatorisch (Vaglio und Buzio 2005).
Laborchemisch fällt eine ausgeprägte Entzündungsreaktion auf. In vielen Fällen kann auch eine Niereninsuffizienz nachgewiesen werden, ebenso wie eine Anämie. Makroskopisch imponiert die chronische Periaortitis als weißliche, derbe periaortitische Masse, die sich von den Nierenarterien bis zu den Beckengefäßen erstreckt (Abb. 3).
Auch in der Aortenwand können Veränderungen nachgewiesen werden, so finden sich insbesondere arteriosklerotische Plaques und inflammatorische Infiltrate in der Adventitia. Diese Beobachtungen stellen die Basis der Theorie dar, dass die chronische Periaortitis eine lokale Immunantwort auf die arteriosklerotischen Plaques darstellt (Vaglio und Buzio 2005). Die chronische Periaortitis kann im Zusammenhang mit anderen immunologischen Befunden und Autoimmunkrankheiten gefunden werden. Auffällig ist auch die histologische Ähnlichkeit mit den „inflammatorischen myofibroblastischen Tumoren“ (IMT) (Raparia et al. 2013). Die Myofibroblasten scheinen in beiden Krankheitsbildern eine wichtige Rolle zu spielen.

Traumatische Aneurysmen

Aneurysmen können im Rahmen von stumpfen oder scharfen Traumen auftreten. Meist handelt es sich um Pseudoaneurysmen, die durch ein penetrierendes Trauma entstehen. Klassischerweise stellt auch die gedeckte thorakale Aortenruptur bei stumpfem Trauma (komplette Transsektion bei Dezelerationstrauma) ein falsches Aneurysma dar. Während zu den thorakalen traumatischen Aneurysmen eine Reihe von Arbeiten veröffentlich wurden, gibt es für die traumatischen Pseudoaneurysmen kaum Übersichtsarbeiten, um eine Aussage zur Inzidenz machen zu können. Meist werden ausgewählte Fälle eines Versorgungsgebietes publiziert. In der Aufstellung von Bole et al. mit 32 traumatischen Pseudoaneurysmen wird keine Prädilektionsstelle genannt, mit je 3 Fällen waren die Aorta und die A. iliaca am häufigsten betroffen (Bole et al. 1976). Besonderes Interesse gilt diesen Aneurysmen, da sie sich sehr oft minimal-invasiv endovaskulär versorgen lassen. Dies hat auch zu einer Umkehr bei der Therapie der thorakalen Rupturen geführt: Wurden diese früher erst im Intervall versorgt, um das große Trauma und die Heparinisierung durch die Herzlungenmaschine zu vermeiden, erfolgt heute die Ausschaltung in der Regel sehr zügig im Rahmen der Erstversorgung mittels Stentgraft.

Pseudoaneurysma nach Intervention/Drogenabusus

Nach einer perkutanen Intervention können durch mangelnde Abdeckung Pseudoaneurysmen entstehen. Die Anzahl dieser Fälle nimmt zu, da auf der einen Seite immer mehr solcher Eingriffe vorgenommen werden, auf der anderen Seite insbesondere nach kardialer Intervention auch immer potentere Pharmaka zur Hemmung der Gerinnung eingesetzt werden. Prädilektionsstelle ist demnach die Leiste, da die Mehrzahl der Interventionen über die A. femoralis vorgenommen wird. Als Ursache kommt neben Problemen mit der Kompression oder dem Verschlusssystem auch eine inkorrekte Punktion (zu hoch oder zu tief) in Frage.
Eine andere Ursache (in bestimmten Städten gehäuft) stellen die Pseudoaneurysmen (ggf. im Rahmen eines Infektes) bei i.v. Drogenabhängigen dar. Oft ist das Gefäß komplett zerstört, so dass eine Reparatur mittels Naht nicht möglich ist. Eine Rekonstruktion im Infekt stellt immer eine Prädilektionsstelle für eine Rezidivblutung dar, so dass das Konzept der 3-Punkt-Ligatur (Aa. femoralis commnunis, superficialis und profunda femoris werden umstochen) viele Anhänger gefunden hat (Naqi et al. 2006). Die Versorgung einer relevanten nachfolgenden Ischämie erfolgt im Intervall, wobei überraschend wenige Patienten im Anschluss an diese Maßnahme eine kritische Ischämie mit nachfolgender Beinamputation erleiden.

Nahtaneurysma/Protheseninfektion

Kap. Gefäßprotheseninfektionen

Periphere Aneurysmen

Außerhalb des Kopfes und der Aorta sind echte Aneurysmen deutlich seltener. Insgesamt ist die Prävalenz hier deutlich schwieriger zu schätzen, da sich die Publikationen fast immer auf ein selektioniertes Patientengut beziehen. In der Autopsie-Analyse von Jülke und Leu waren extraaortal die Hälfte aller gefundenen Aneurysmen im Bereich der Beinarterien (Leiste/Kniekehle) lokalisiert (81/163), deutlich häufiger als in der A. iliaca (36/163) (Jülke und Leu 1985) s. Abb. 4. Die Ursachen sind heutzutage meist in einer Arteriosklerose begründet. Echte Aneurysmen der A. femoralis werden vor allem bei männlichen Rauchern gefunden. Die Hauptgefahr besteht in einer Embolisierung (0–26 %) oder akuten Thrombosierung (ca. 15 %), während die Rupturgefahr geringer ist (10–14 %) (Levi und Schroeder 1997). Noch seltener sind isolierte Aneurysmen der A. prof. femoris, die nur 1–2,6 % der echten Femoralarterienaneurysmen ausmachen.
Aneurysmen der Unterschenkelarterien sind eine Rarität, und überdurchschnittlich häufig durch eine Infektion bedingt (Larena-Avellaneda et al. 2004). Ebenso stellen Aneurysmen der Herzkranzgefäße eine Seltenheit dar (Abb. 5).
An der A. carotis sind Aneurysmen ebenfalls selten. 0,1–2 % aller Karotisrekonstruktionen werden aufgrund von Aneurysmen vorgenommen (El-Sabrout und Cooley 2000). Neben echten, arteriosklerotischen Aneurysmen sind Pseudoaneurysmen (als Nahtaneurysma nach TEA und Patchplastik) am häufigsten zu finden (Choudhary et al. 2009) (El-Sabrout und Cooley 2000). Im Rahmen einer fibromuskulären Dysplasie oder einer Dissektion kann insbesondere die A. carotis befallen sein und mit Aneurysmen einhergehen (Fusco und Harrigan 2010).
Viszerale Aneurysm en sind selten, es handelt sich meist um echte Aneurysmen. In 22 % präsentieren sie sich als Notfall, und verlaufen in 8,5 % der Fälle tödlich (Stanley 2002). Am häufigsten finden sich Aneurysmen der A. lienalis, die mehr als 60 % der viszeralen Aneurysmen ausmachen (Tab. 2) (Stanley 2002).
Tab. 2
Viszerale Aneurysmen – Verteilung, Ursachen, Rupturrate und Letalität (Stanley 2002)
Lokalisation
Häufigkeit
Ursachen
Rupturrate
Mortalität bei Ruptur
A. lienalis
60 %
Fibrodysplasie; portale Hypertension, mehrere Schwangerschaften, chronische Pankreatitis
2 % bei blanden Aneurysmen
25 %
95 % im Rahmen einer Schwangerschaft
70 % Mutter, 75 % Fetus
A. hepatica
20 %
Trauma, i.v. Drogenabusus
20 %
35 %
A. mes. sup.
5,5 %
Infektion im Rahmen einer bakteriellen Endokarditis; i.v. Drogenabusus
Selten, häufiger Thrombose
50 %
Tr. coelicus
4 %
 
13 %
50 %
Magenarterien
4 %
 
90 %
70 %
Pankreasarterien
3,5 %
50–75 %
50 %
Dünn- und Dickdarmarterien
3 %
30 %
20 %
Der Begriff des „mykotischen Aneurysmas“ beschreibt im engeren Sinne ein infektiöses Aneurysma der A. mesenterica superior im Rahmen einer bakteriellen Endokarditis.
Aneurysmen der A. renalis sind ebenfalls selten, mit einer Inzidenz in Autopsie-Studien von 0,01–0,09 % (Calligaro und Dougherty 2005). In 10 % der Fälle sind sie beidseitig. Meistens (90 %) handelt es sich um echte Aneurysmen (Abb. 6), weiterhin kommen sie als falsche (meist posttraumatisch/iatrogen), spontane Dissektion und als intrarenale Aneurysmen vor (Calligaro und Dougherty 2005). In der Regel handelt es sich um Zufallsbefunde. Es ist davon auszugehen, dass weniger als 3 % dieser Aneurysmen rupturieren (Calligaro und Dougherty 2005), so dass eine Indikation zur Ausschaltung erst ab 2 cm gesehen wird. Eine Ausnahme stellt die (geplante) Schwangerschaft dar, hier besteht, wie bei Aneurysmen der A. lienalis, ein deutlich erhöhtes Rupturrisiko.

Physikalisch-mathematische Betrachtungen

Die Frage des individuellen Rupturrisikos bei einem Aortenaneurysma ist trotz aller Fortschritte in der Bildgebung ungeklärt. Auch wenn ein maximaler Durchmesser von 5 cm eine durch empirische Studien abgesicherte Indikation darstellt, kann eine Ruptur auch bei kleineren Aneurysmen auftreten. Auf der anderen Seite ist es möglich, dass auch ein größeres Aneurysma stabil bleibt und ein chirurgischer Eingriff somit unnötig wäre.
Neben Biomarkern könnten mathematische Modelle bzw. die computergestützte Mechanik eine bessere Vorhersagbarkeit der Rupturgefahr erlauben. Nach den Grundsätzen der kardiovaskulären Mechanik kommt es dann zur Ruptur eines AAA, wenn die Spannungskräfte, die auf dessen Wandstrukturen einwirken, den kritischen Wert des Wandgewebswiderstandes übersteigen. Daher könnte die Berechnung der Verteilung der auf die Wandstrukturen des AAA einwirkenden Spannungskräfte einen verlässlichen Indikator für die Rupturgefahr darstellen (Giannoglou et al. 2008). Ein maximaler Spannungswert ≥ 40 N/cm2 in einem AAA mit 5,5 cm Maximaldurchmesser entspricht in der Arbeit von Fillinger et al. einem jährlichen Rupturrisiko von 20 % (Fillinger et al. 2002). Allerdings beruhen diese Untersuchungen auf einem vereinfachten geometrischen Modell. Es gibt verschiedene Ansatzpunkte für komplexere Modelle wie die finite Elementeanalyse. Auch die Miteinbeziehung anderer, z. T. klinischer Faktoren kann helfen, das Rupturrisiko besser einzuschätzen.
Mit der Rupturgefahr assoziiert fanden sich in der Arbeit von Giannoglou et al. Wachstumsgeschwindigkeit, diastolischer Blutdruck und das Verhältnis von Quer- zu Längsdurchmesser. Die Zunahme des Maximaldurchmessers war von der Oberfläche des AAA in den transversalen Schnitten der CT und den gemessenen Torsionskräften abhängig. Die Zunahme des Volumens eines AAA zeigte einen Zusammenhang mit der Größe bei Diagnosestellung sowie den Harnstoffwerten (Giannoglou et al. 2008). Andere Arbeitsgruppen wiederum betonen, dass bei den Untersuchungen nicht nur die Morphologie des Aneurysmas, sondern auch rheologische Faktoren mit berücksichtigt werden müssen: Bei Turbulenzen ändert sich das Flussverhalten des Blutes dahingehend, dass nicht mehr die Newton-Gesetze Anwendung finden dürfen (Khanafer et al. 2007). Zusammenfassend ist also die Biomechanik der Aneurysmen äußerst komplex, und die bisherigen Ansätze erlauben eine bessere Abschätzung. Bisher konnte allerdings kein Algorithmus erstellt werden, der die Rupturgefahr zuverlässig vorhersagen kann.
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