Pathogenese (Krankheitsentstehung)

Kleine Läsionen (Verletzung), die bereits im jugendlichen Alter in der Arterienwand vorliegen können, bilden den symptomfreien Anfang der Atherosklerose.

An erster Stelle steht ein Endothelzellschaden (sogenannte endotheliale Dysfunktion; Endothel = zum Gefäßlumen hin gerichteten Zellen der innersten Wandschicht) durch ein erhöhtes Angebot an oxidiertem LDL, (Low Density Lipoprotein; deutsch: Lipoprotein niederer Dichte) insbesondere durch kleine, dichte LDL-Partikel ("small dense LDL"). Die weiteren Schritte der Atherogenese (Entstehung der Arterienverkalkung) sind:

• Anlagerung von Monozyten (gehören zu den weißen Blutkörperchen; Vorläufer der Makrophagen, die als „Fresszellen“ eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr spielen) und Thrombozyten (Blutplättchen; Blutzellen, die zur Gerinnung des Blutes wichtig sind) an das dysfunktionale Endothel
• Einwanderung von Monozyten und Thrombozyten in die Intima (innerste Schicht der Gefäßwand)
• Monozyten werden zu Makrophagen und nehmen LDL-Partikel auf
• Aus den Makrophagen entstehen Schaumzellen (foam-cells), die sich in Intima und Media (mittlere Schicht der Arterien, je nach Gefäßtyp, aus einer mehr oder weniger ausgeprägten Muskelschicht bestehend) einlagern und zu Entzündungsreaktionen führen (→ Fettstreifen; fatty streaks)
• Endothelzellen und Monozyten produzieren vermehrt Zytokine und Wachstumsfaktoren (→ Proliferation von glatten Muskelzellen der Media)
• Migration der glatten Muskelzellen in die Intima und Synthese von Kollagen und Proteoglykane (extrazelluläre Matrix; Extrazellularmatrix, Interzellularsubstanz, EZM, ECM) führt zur Entstehung fibröser Plaques .
• Untergang von Schaumzellen in den fibrösen Plaques (→ Freisetzung von Lipiden und Cholesterin); durch Ca2+-Einlagerung entstehen Cholesterinkristalle
• Die Media ist im Endstadium von dem oben genannten Prozess komplett betroffen und verliert damit seine Elastizität

Besonders gefährlich sind instabile Plaques, deren Ruptur zu einem akuten Gefäßverschluss führen kann (z. B. Myokardinfarkt/Herzinfarkt). 

Besonders gefährlich sind instabile Plaques, deren Ruptur zu einem akuten Gefäßverschluss führen kann (z. B. Myokardinfarkt/Herzinfarkt). 

In der Pathogenese steht aktuell die Adventitia (Gewebe, welches das Gefäß nach außen hin umgibt) im Mittelpunkt der Forschung. Dieses ist sinnvoll, weil nur so der differenzielle Befall einzelner Stromgebiete verständlich wird. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt in der Atherosklerose-Forschung ist die Untersuchung mikrobiologischer Ursachen einer Atherosklerose.
Fragen die nach Antworten suchen sind: Was bewirkt eine Infektion mit den Vasa vasorum (kleinste Arterien und Venen, die man in der Wand größerer Blutgefäße findet) und warum werden sie geschädigt? Warum werden bei einer lokalisierten Infektion fokusferne Gefäße wie die Aorta (Hauptschlagader) betroffen? Wie können Umweltnoxen, Infektionen und andere Faktoren denselben Schädigungsmechanismus auslösen [8]?

Haverich, Direktor der Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, in Hannover an der MHH, stellt die bisherige Lehrmeinung in Frage und vertritt die Ansicht, dass die Fettablagerungen. die sogenannten Plaques, nicht aus dem Blut kommen, sondern Überreste abgestorbener Zellen der Gefäßwand sind. Dieses sieht er verursacht durch Entzündungsreaktionen, die durch Viren, Bakterien und Feinstaub entstehen, die zum Verschluss der Vasa vasorum und damit zum Absterben der Tunica media (Media; mittlere Wandschicht eines Gefäßes/Muskelschicht) führen. Damit verliefe die Atherosklerose der Adventitia (Gewebe, welches das Gefäß nach außen hin umgibt) über die Außenwand der Arterien in die Media und Intima. Sie wäre so eine mikrovaskuläre Erkrankung der Adventitia und Plaques wären das Ergebnis von Reparaturprozessen des Immunsystems [10].

Ätiologie (Ursachen)

Biographische Ursachen 

• Familiengeschichte – Koronare Herzkrankheit (KHK) oder Myokardinfarkt in enger Verwandtschaftsbeziehung (1. Grades) – insbesondere bei Erkrankung der Männer vor dem 55. Lebensjahr beziehungsweise bei Frauen vor dem 65. Lebensjahr; Vorhandensein einer Atherosklerose-bedingten Gefäßerkrankung
  
• Lebensalter – zunehmendes Alter

Verhaltensbedingte Ursachen

• Ernährung
  
  • Fehl- und Überernährung, z. B. zu hohe Kalorienzufuhr und fettreiche Ernährung (hohe Aufnahme von gesättigten Fettsäuren)
  • Mikronährstoffmangel (Vitalstoffe) – siehe Prävention mit Mikronährstoffen
• Genussmittelkonsum
  
  • Alkohol (Frau: > 40 g/Tag; Mann: > 60 g/Tag) – (Hypertriglyzeridämie)
  • Tabak (Rauchen) [1, 2] – Rauchen ist einer der zentralen Risikofaktoren für die Atherosklerose und damit für alle kardiovaskuläre Erkrankungen
• Körperliche Aktivität
  
  • Bewegungsmangel
• Psycho-soziale Situation
  
  • Psychische Belastung
  • Stress
• Schlafqualität
  • Schlafdauer: ≤ 6 Stunden versus 7-8 Stunden Schlaf (+27 % erhöhtes Risiko für die Bildung von Plaques an den Gefäßen) [11]
  • Unregelmäßiger Schlaf (unterschiedlich lang bzw. unterschiedliche Zeiten des Einschlafens) [12]:
    • Variation der Schlafdauer um mehr als 2 Stunden: 1,12-fach höhere Wahrscheinlichkeit von Plaques in der Halsschlagader und 1,91-mal häufiger anomale Resultate beim Knöchel-Arm-Index (< 0,9).
    • unregelmäßigen Einschlafzeiten, die im Wochenverlauf um mehr als 90 Minuten variierten: 1,43-mal häufiger hohe Calcium-Scores als diejenigen, die immer etwa um die gleiche Zeit (Variation < 30 Minuten) einschliefen.
• Übergewicht (BMI ≥ 25; Adipositas)
• Androide Körperfettverteilung, das heißt abdominales/viszerales, stammbetontes, zentrales Körperfett (Apfeltyp) – es liegt ein hoher Taillenumfang bzw. ein erhöhter Taille-Hüft-Quotient (THQ; englisch: waist-to-hip-ratio (WHR)) vor; vermehrtes Bauchfett wirkt stark atherogen und fördert inflammatorische Prozesse ("Entzündungsprozesse")
  Bei der Messung des Taillenumfangs gemäß der Richtlinie der International Diabetes Federation (IDF, 2005) gelten folgende Normwerte:
  
  • Männer < 94 cm
  • Frauen < 80 cm
  Die Deutsche Adipositas-Gesellschaft veröffentlichte 2006 etwas moderatere Zahlen für den Taillenumfang: < 102 cm bei Männern und < 88 cm bei Frauen.

Krankheitsbedingte Ursachen

• Arterielle Hypertonie (Bluthochdruck)
• Depression
• Diabetes mellitus (Insulinresistenz)
• Hyperlipidämie/Dyslipidämie (Fettstoffwechselstörung) – Hypercholesterinämie; Hypertriglyzeridämie
• Hypothyreose (Schilddrüsenunterfunktion) – diese geht im Regelfall mit einem erhöhten Cholesterin-Serumspiegel einher; auch die latente (subklinische) Hypothyreose ist ein Risikofaktor für die Atherosklerose [3]
• Metabolisches Syndrom
• Osteoporose [4] – signifikanter Risikofaktor für eine koronare Herzkrankheit (KHK): dieses erklärt sich durch die Tatsache, dass die sogenannten Osteoklasten (Knochen-abbauende Zellen) – ebenso die Sklerose (Verkalkung) der Arterien stimulieren. 
• Parodontitis (Entzündung des Zahnhalteapparates)
• Subklinische Inflammation (engl. "silent inflammation") – permanente systemische Inflammation (Entzündung, die den gesamten Organismus betrifft), die ohne klinische Symptomatik verläuft

Labordiagnosen – Laborparameter, die als unabhängige Risikofaktoren gelten

• Apolipoprotein E – Genotyp 4 (ApoE4)
• CRP (C-reaktives Protein)
• Cholesterin – Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin, HDL-Cholesterin
• Fibrinogen
• Hyperhomocysteinämie
• Lipoprotein (a)
• Nüchterninsulin
• Triglyceride

Umweltbelastung – Intoxikationen (Vergiftungen)

• Luftschadstoffe: Feinstaub

Weitere Ursachen

• Infektionen:
  
  • Chlamydia pneumonia
  • Cytomegalie-Virus (CMV) [5]
  • Porphyromonas gingivalis (Parodontitis-Keim)
• Chronische Infektionen – beispielsweise Urogenitaltrakt, Respirationstrakt

Literatur

1. Deutsches Krebsforschungszentrum. Tabakatlas Deutschland 2015. Heidelberg
2. Secretan B, Straif K, Baan R et al.: A review of human carcinogens – Part E: tobacco, areca nut, alcohol, coal smoke, and salted fish. Lancet Oncol. 2009 Nov;10(11):1033-4.
3. Hak AE, Pols HA, Visser TJ et al.: Subclinical hypothyroidism is an independent risk factor for atherosclerosis and myocardial infarction in elderly women: The Rotterdam Study. Ann Intern Med 2000 (15. Februar); 132: 270-8
4. Nawroth P et al.: Osteoporose und koronare Herzkrankheit – zwei Seiten der gleichen Münze? Medizinische Klinik Volume 98 (8), 437-446. doi: 10.1007/s00063-003-1283-8
5. Reinhardt B et al.: Human cytomegalovirus infection impairs endothelial cell chemotaxis by disturbing VEGF signaling and actin-polymerization. Cardiovasc Res (2014) doi: 10.1093/cvr/cvu204
6. Lee HJ et al.: Waist-to-hip ratio is better at predicting subclinical atherosclerosis than body mass index and waist circumference in postmenopausal women. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.maturitas.2014.12.015
7. West HW et al.: Exposure to parental smoking in childhood is associated with increased risk of carotid atherosclerotic plaque in adulthood: the cardiovascular risk in young Finns study. Circulation. 2015 Apr 7;131(14):1239-46. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013485. Epub 2015 Mar 23. 
8. Haverich A, Kreipe HH: Ursachenforschung Arteriosklerose: Warum wir die KHK nicht verstehen. Dtsch Arztebl 2016; 113(10): A-426 / B-358 / C-358 
9. Chun S et al.: Sugar-sweetened Carbonated Beverage Consumption and Coronary Artery Calcification in Asymptomatic Men and Women. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ahj.2016.03.018
10. Haverich A: A Surgeon’s View on the Pathogenesis of Atherosclerosis. Circulation. 2017;135:205-207. doi https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.116.025407 Originally published January 16, 2017
11. Ordovás J et al.: Association of Sleep Duration and Quality With Subclinical Atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology Volume 73, Issue 2, January 2019. http://www.onlinejacc.org/content/73/2/134.abstract
12. Full KM et al.: Sleep Irregularity and Subclinical Markers of Cardiovascular Disease: The Multi‐Ethnic Study of Atherosclerosis Journal of the American Heart Association. 2023;12:e027361 https://doi.org/10.1161/JAHA.122.027361