Aus dem biochemischen Stoffwechsellabor

der Medizinischen Klinik der Universität Hamburg

Direktorin Prof. Dr. U. Beisiegel

 

 

 

 

 

Familienuntersuchungen bei Patienten mit

Hypercholesterinämie und familiärer Belastung mit vorzeitiger KHK. Welche Rolle spielen Homocystein und oxidierte Low Density Lipoproteine als Risikofaktoren bei diesen Patienten?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dissertation

 

zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin

des Fachbereichs Medizin der Universität Hamburg

 

vorgelegt von

 

Elena Mintert

aus München

 

 

 

 

Hamburg 1999


Angenommen von dem Fachbereich

der Universität Hamburg am: 28.September 1999

 

 

Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereichs

Medizin der Universität Hamburg

 

 

Sprecher: Prof. Dr. H.-P. Leichtweiß

 

Referentin: Prof. Dr. Dr. U. Beisiegel

 

Koreferent: Prof. Dr. H. Greten


1. Einleitung. 6

2. Theoretische Grundlagen. 8

2.1 Cholesterinstoffwechsel 8

2.1.1 Lipoproteine. 8

Chylomikronen. 9

Very Low Density Lipoproteine (VLDL) 9

Intermediate Density Lipoproteine (IDL) 10

Low Density Lipoproteine (LDL) 10

High Density Lipoproteine (HDL) 10

Lipoprotein (a) 11

2.1.2 Apoproteine. 11

Apoprotein A.. 11

Apoprotein B.. 12

Apoprotein C.. 12

Apoprotein D.. 13

Apoprotein E. 13

2.1.3. LDL-Metabolismus. 13

2.2. Familiäre Hypercholesterinämie. 15

2.3 Atherosklerose. 18

2.3.1 Pathogenese der Atherosklerose. 18

2.3.2 Risikofaktoren für die Entstehung von Atherosklerose. 20

2.4 Homocystein. 22

2.4.1 Bedeutung des Homocysteins. 22

2.4.2 Metabolismus des Homocysteins. 23

2.4.3 Bestimmung des Plasmahomocysteins. 24

2.4.4 Ursachen für erhöhte Homocysteinspiegel 24

2.4.5 Pathophysiologie. 26

2.5 Oxidierte Low Density Lipoproteine. 29

2.5.1 Bedeutung der oxidierten Low Density Lipoproteine. 29

2.5.2 Ursachen für die LDL-Oxidation. 30

Metallionen. 30

Lipoxygenase. 30

Myeloperoxidase. 31

Reaktive Stickstoffverbindungen. 31

2.5.3 Pathophysiologie. 32

3. Material und Methoden. 34

3.1 Patienten. 34

3.2 Familienangehörige. 35

3.3 Familienuntersuchungsprogramm.. 35

3.4 Material und Methoden. 38

3.4.1 Gesamtcholesterin. 38

3.4.2 HDL-Cholesterin. 38

3.4.3 Triglyceride. 38

3.4.4 LDL-Cholesterin. 39

3.4.5 VLDL-Cholesterin. 39

3.4.6 Lipoprotein (a) 39

3.4.7 ApoE-Genotypisierung. 39

3.4.8 Autoantikörper gegen Homocystein. 39

3.4.9 Autoantikörper gegen oxidiertes LDL-Cholesterin. 40

4. Ergebnisse. 41

4.1 Beschreibung der Indexpatienten und Angehörigen. 41

4.1.1 Vergleich der Personen mit und ohne FH.. 42

4.1.2 Vergleich der Indexpatienten mit und ohne KHK.. 44

4.1.3 Vergleich der Angehörigen mit und ohne KHK.. 45

4.1.4 Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden. 46

4.1.5 Korrelationen. 47

4.2 Homocystein. 48

4.2.1 Vergleich der Indexpatienten und Angehörigen. 48

4.2.2 Vergleich der Personen mit und ohne FH.. 48

4.2.3 Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden. 49

4.2.4 Vergleich der Personen mit und ohne CVI 49

4.2.5 Einteilung in Gruppen nach Kang et al. (1992) 49

4.2.6 Vergleich verschiedener Altersgruppen. 50

4.2.7 Vergleich der Männer und Frauen. 50

4.2.8 Vergleich der Indexpatienten mit normalem und erhöhtem Fibrinogen. 51

4.2.9 Vergleich der Raucher und Nichtraucher 52

4.2.10 Korrelationen. 52

4.2.11 Stammbäume. 53

4.3 Oxidierte LDL. 55

4.3.1 Vergleich der Indexpatienten und Angehörigen. 55

4.3.2 Vergleich der Personen mit und ohne FH.. 55

4.3.3 Vergleich der Patienten KHK bzw. CVI und der Gesunden. 56

4.3.4 Vergleich verschiedener Altersgruppen. 57

4.3.5 Vergleich der Männer und Frauen. 58

4.3.6 Vergleich verschiedener Gruppen. 58

4.3.7 Korrelationen. 59

4.3.8 Stammbäume. 60

5. Diskussion. 62

6. Zusammenfassung. 73

7. Literaturverzeichnis. 75

8. Anhang. 96

Erklärung. 96

Lebenslauf 97

Angaben zur Person. 97

Schulbildung. 97

Studienverlauf 97

Examina. 97

Famulaturen. 97

Praktisches Jahr 98

Danksagung. 99

 

1. Einleitung

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in den westlichen Industrieländern. Sie stehen in der Mortalitätsstatistik noch vor den malignen Erkrankungen. Der überwiegende  Teil davon ist den Folgeerkrankungen der Atherosklerose zuzurechnen.

Die WHO definiert Atherosklerose als variable Kombination von Veränderungen der Arterienintima mit herdförmiger Ansammlung von Lipiden, komplexen Kohlenhydraten, Blut und Blutbestandteilen, fibrösem Gewebe und Kalziumablagerungen mit Veränderungen der Media in großen und mittleren elastischen und muskulären Arterien (WHO 1958). Die hauptsächlichen klinischen Manifestationen der Atherosklerose sind die koronare Herzerkrankung (KHK), die cerebrovaskuläre Insuffizienz (CVI) und die periphere arterielle Verschlußkrankheit (pAVK). In der BRD erleiden etwa 200 000 Patienten pro Jahr einen Myokardinfarkt, zumeist auf dem Boden einer zugrundeliegenden KHK. 35% dieser Infarkte verlaufen tödlich; etwa 20% der Patienten, die den akuten Infarkt überleben, versterben innerhalb des nachfolgenden Jahres (Kochsiek und Schanzenbächer 1994). Dies erklärt das rege Interesse an den Ursachen und Entstehungsmechanismen der Atherosklerose.

Es war wahrscheinlich Leonardo da Vinci (1452-1519), der als erster die makroskopischen Veränderungen beschrieb, die wir heute als Atherosklerose kennen. Er schrieb die Arterienverletzungen, die er bei der Autopsie eines älteren Mannes fand, einer „exzessiven Ernährung“ durch das Blut zu. Erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts prägte Marchand den Ausdruck Atherosklerose, der die pathologischen Befunde „atheroma“ (haferschleimartig) und „sclerosis“ (Verhärtung) wiedergibt. Seitdem wurden die unterschiedlichsten Theorien der Atherogenese entwickelt und umfangreiche Forschung betrieben. Die Forschung konzentrierte sich anfänglich auf die morphologische und chemische Charakterisierung der Läsionen und auf Untersuchung an Tiermodellen. Erst in den Siebzigerjahren wurde die Aufmerksamkeit auf die pathophysiologischen Veränderungen in der Arterienwand gelegt (Ross und Glomset 1976).

Ein anderer Schwerpunkt liegt auf dem Gebiet der Erforschung der Risikofaktoren. Im Report of the National Cholesterol Education Program (1988) werden Risikofaktoren beschrieben, die im Zusammenhang mit atherosklerotischen Gefäßveränderungen stehen. Dazu zählen Hypercholesterinämie, arterielle Hypertonie, Nikotinabusus, Diabetes mellitus, familiäre Belastung mit frühzeitiger KHK, schweres Übergewicht, männliches Geschlecht und niedriges HDL-Cholesterin. Von einer Beteiligung der Triglyceride an der Entstehung der Atherosklerose kann man ausgehen. Ein weiteres Lipoprotein – das Lipoprotein (a) – gewinnt wegen seiner in epidemiologischen Studien gesicherten Atherogenität zunehmend an Interesse. Ferner spielen erhöhte Fibrinogenspiegel eine Rolle als Risikofaktor für die klinischen Komplikationen, die auf dem Boden atherosklerotisch veränderter Gefäße entstehen.

In dieser Arbeit soll ein Familienuntersuchungsprogramm vorgestellt werden. Dieses Programm hat zum Ziel, Familien ausfindig zu machen, deren Mitglieder gehäuft von einer Hypercholesterinämie und dem frühzeitigem Auftreten einer koronaren Herzkrankheit betroffen sind. Bei betroffenen Familienmitgliedern werden präventive Maßnahmen eingeleitet werden, um Risikofaktoren auszuschalten und damit das vorzeitige Auftreten bzw. das Voranschreiten einer KHK zu verhindern. Es soll diskutiert werden, ob diese Art von Familienuntersuchung für die Erfassung von Risikopatienten geeignet ist und einen vernünftigen Ansatzpunkt präventiver Maßnahmen darstellt. Weiterhin wird untersucht, inwiefern sich bei dieser Patientengruppe der Einfluß der klassischen Risikofaktoren nachvollziehen läßt.

Darüber hinaus soll in der folgenden Arbeit die Bedeutung zweier weiterer Faktoren – erhöhte Homocysteinspiegel und oxidativ modifizierte Low Density Lipoproteine – untersucht werden. Bei diesen Faktoren zeichnete sich in jüngster Zeit eine Beteiligung an der Entstehung von atherosklerotischen Läsionen ab.

2. Theoretische Grundlagen

2.1 Cholesterinstoffwechsel

Cholesterin ist ein lebensnotwendiger Bestandteil des menschlichen Organismus, der zum Aufbau von Zellmembranen und zur Bildung von Steroidhormonen und Gallensäuren notwendig ist. Das Cholesterin wird zum größten Teil mit der Nahrung aufgenommen, ein geringerer Teil wird endogen synthetisiert. Grundsätzlich ist jede Zelle zur Cholesterinsynthese fähig. Hauptsyntheseort ist jedoch die Leber. Daneben produzieren auch die Zellen der Nebennierenrinde und der Gonaden Cholesterin für die Steroidhormonproduktion. Das Ausmaß der de novo-Synthese hängt von der mit der Nahrung zugeführten Cholesterinmenge ab.

Die Schrittmacherreaktion der Cholesterinsynthese ist die Mevalonatsynthese aus Acetyl-CoA. Das Schlüsselenzym ist die 3-Hydroxy-3-Methyl-Glutaryl-CoA-Reduktase (HMG-CoA-Reduktase). Durch eine Aktivitätsänderung dieses Enzyms erfolgt die jeweilige Anpassung der Syntheseleistung an die Menge des in der Nahrung zugeführten Cholesterins. Bei cholesterinarmer Ernährung synthetisiert ein Erwachsener etwa 800 mg Cholesterin pro Tag, wohingegen bei cholesterinreicher Ernährung die HMG-CoA-Reduktase gehemmt und bereits vorhandene Enzymmoleküle inaktiviert werden (Stryer 1991). Die Hemmung dieses Enzyms ist ein Ansatzpunkt der medikamentösen Therapie von Hypercholesterinämien.

Die Eliminierung des Cholesterins erfolgt durch die Leber, die mit der Galle Cholesterin und Gallensäuren in den Stuhl abgibt. Von den Gallensäuren wird jedoch der größere Teil im Dünndarm rückresorbiert (enterohepatischer Kreislauf) und nur ein kleiner Teil (ca. 0,4 g/Tag) ausgeschieden (Keller und Zöllner 1995).

Da Lipide nicht wasserlöslich sind, werden sie im menschlichen Organismus an Proteine gebunden und in Form von Lipoproteinen transportiert. Ein Lipoprotein besteht aus einem Kern hydrophober Lipide (Triglyceride und Cholesterinester), der von einer Hülle aus polaren Lipiden (freies Cholesterin, Phospholipide) und Apoproteinen umgeben ist. Die polaren Lipide und Proteine vermitteln die Wasserlöslichkeit, die Apoproteine regulieren zusätzlich den Stoffwechsel der Lipoproteine.

2.1.1 Lipoproteine

Lipoproteine unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und Dichte, da sie unterschiedlich große Anteile an Lipiden und Proteinen, sogenannte Apoproteine, enthalten. Die Dichte steigt mit zunehmendem Protein- und abnehmendem Lipidanteil. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte können die Lipoproteine durch Ultrazentrifugieren in verschiedene Fraktionen aufgetrennt werden. Darauf beruht die Einteilung der Lipoproteine in die Hauptgruppen:

è     Chylomikronen,

è     Very Low Density Lipoproteine,

è     Intermediate Density Lipoproteine,

è     Low Density Lipoproteine,

è     High Density Lipoproteine.

Chylomikronen

Chylomikronen sind Lipoproteine von sehr geringer Dichte (d<0,94 g/ml). Sie sind triglyceridreich und weisen einen Proteinanteil von unter 2% auf. Als Apoproteine enthalten Chylomikronen Apoprotein B-48 sowie Apoprotein A, C und E.

Chylomikronen werden in der Darmmukosa aus Nahrungslipiden, v.a. aus Triglyceriden, Cholesterin und Phospholipiden synthetisiert. Über mesenteriale Lymphbahnen und den Ductus thoracicus gelangen sie in den Blutkreislauf. Dort werden die Triglyceride der Chylomikronen innerhalb weniger Minuten von der Lipoproteinlipase (LPL) hydrolysiert. Während dieses Prozesses werden Apoproteine auf High Density Lipoproteine übertragen, die bei diesem Prozeß maturieren (Löffler 1997). Die LPL ist ein endothelständiges Enzym, das in den Kapillaren des Fettgewebes und anderer Gewebe lokalisiert ist und durch das Apolipoprotein C-II der Chylomikronen aktiviert wird (LaRosa et al. 1970). Die entstandenen freien Fettsäuren dienen als Energieträger für Muskulatur und Fettgewebe oder werden in den Fettzellen in Form von resynthetisierten Triglyceriden als Energiereserve gespeichert. Im Hungerzustand oder bei Insulinmangel ist die Aktivität der LPL im Fettgewebe vermindert, da die Triglyceride dann nicht gespeichert, sondern zur Energiegewinnung verwendet werden.

Der Rest des Lipoproteinpartikels, sogenannte Chylomikronen-Remnants, werden rasch in die Leber aufgenommen. Die LPL bleibt nach der Hydrolyse der Triglyceride an den Chylomikronen-Remnants gebunden und verbessert die Apo E-vermittelte Bindung an die LRP-Rezeptoren (LDL-receptor-related protein) der Hepatozyten, welche die Endozytose der Partikel vermitteln (Beisiegel et al. 1991).

Nach dem heutigen Wissensstand hemmt eine hohe Konzentration freier Fettsäuren die LPL-Aktivität und führt zu einer Freisetzung des Enzyms vom Endothel (Peterson et al. 1990).

Very Low Density Lipoproteine (VLDL)

VLDL sind ebenfalls Lipoproteine mit geringer Dichte (d=0,94-1,006 g/ml) und einem hohen Triglyceridanteil. Im wesentlichen enthalten VLDL Apoprotein C, in geringeren Anteilen die Apoproteine B-100 und E (Mahley et al. 1984).

Im Unterschied zu Chylomikronen bestehen VLDL nicht aus Nahrungslipiden, sondern werden aus endogen entstandenen Triglyceriden in der Leber synthetisiert und in den Kreislauf sezerniert. Wie bei den Chylomikronen werden die Triglyceride von der durch Apoprotein C-II aktivierten Lipoproteinlipase hydrolysiert und die freien Fettsäuren dem Muskel- und Fettgewebe zugeführt. Die verbleibenden cholesterinreichen „VLDL-Remnants“ werden wegen der höheren Dichte Intermediate Density Lipoproteine genannt.

Intermediate Density Lipoproteine (IDL)

Die IDL (d=1,006-1,019 g/ml) werden auf zwei verschiedenen Wegen metabolisiert. Ein Teil wird durch Vermittlung des Apoproteins E an den LDL-Rezeptor, gegebenenfalls an den LRP, gebunden und in die Leber aufgenommen, während der andere Teil durch weitere Hydrolyse und Abspaltung von Apoproteinen zu Low Density Lipoproteinen umgewandelt wird.

Low Density Lipoproteine (LDL)

LDL sind kleiner als Chylomikronen und haben eine höhere Dichte (d=1,006-1,063 g/ml). Den Kern bilden veresterte Cholesterinmoleküle. Dieser stark hydrophobe Kern ist von einer Hülle aus Phospholipiden, unverestertem Cholesterin und einem einzigen Apo B-100-Molekül umgeben. Daneben enthalten LDL Apoprotein E.

Ihre Funktion besteht darin, Cholesterin zu peripheren Geweben zu transportieren, wo es, durch das Apoprotein B-100 vermittelt, über den LDL-Rezeptor in die Zellen aufgenommen wird. Der LDL-Metabolismus wird im Kapitel 2.1.3 näher erläutert.

High Density Lipoproteine (HDL)

HDL sind Lipoproteine mit einer Dichte über 1,063 g/ml und einem hohen Proteinanteil. Sie enthalten hauptsächlich Apoprotein A-I und A-II, aber auch Apoprotein C und E. Aufgrund eines unterschiedlichen Gehalts an Lipiden und Apolipoproteinen können drei verschiedene HDL-Gruppen – HDL1, HDL2 und HDL3 – unterschieden werden (Löffler 1997).

Der Cholesterinanteil in den HDL macht nur 15% der Gesamtmasse aus. Deshalb ist die Konzentration des HDL-Cholesterins im Blut relativ niedrig. Die Konzentration  der HDL-Partikel entspricht jedoch mit 250-500 mg/dl der Konzentration der LDL-Partikel (Eisenberg 1984).

Die Funktion der HDL ist der Transport von Cholesterin aus extrahepatischen Gewebe zur Leber, in der das Cholesterin entweder metabolisiert und in Form von Gallensäuren ausgeschieden oder zur Lipoproteinsynthese verwendet wird. Man vermutet, daß in diesem sogenannten reversen Cholesterintransport der antiatherogene Effekt der HDL begründet liegt. So fanden Miller und Miller (1975) bei unterschiedlichen Bedingungen, die alle mit einem erhöhten Risiko für koronare Herzerkrankung einhergehen, wie Hypercholesterinämie, Hypertriglyceridämie, männliches Geschlecht, Übergewicht und Diabetes mellitus, erniedrigte HDL-Konzentrationen. In neueren Studien, wie der Framingham Study (Abbot et al. 1988) und der Helsinki Heart Study (Manninen et al. 1989) wird eine gefäßprotektive Wirkung des HDL bestätigt.

Durch den Abbau von Chylomikronen im extrahepatischen Gewebe, sowie in der Leber, entstehen HDL-Vorstufen (Tall und Small 1978). Diese sogenannten discoidalen HDL-Partikel sind wegen des hohen Anteils an Apo A I in der Lage, die Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (LCAT) zu aktivieren (Löffler 1997). Durch die LCAT wird Cholesterin verestert, das in der Peripherie anfällt (Glomset 1968). Die entstandenen Cholesterinester gelangen als apolare Moleküle in den Kern der discoidalen HDL. Dadurch verwandeln sich die HDL in reife, micelläre Partikel (HDL3). Darüber hinaus werden bei der Triglyceridhydrolyse der Chylomikronen durch die Lipoproteinlipase Apoproteine auf HDL-Partikel übertragen, die dann als HDL2 und HDL1 bezeichnet werden. Beide werden von der Leber aufgenommen und dort abgebaut (Barter  1993).

Lipoprotein (a)

Das Lipoprotein(a) (Lp(a)) liegt innerhalb der Dichte von 1.05-1.12 g/ml und ähnelt in seiner Zusammensetzung dem LDL. Der Proteinanteil besteht neben dem Apoprotein B-100 aus dem für das Lp(a) charakteristischen Apoprotein(a) (Marcovina und Morrisett 1995). Über die Physiologie und Funktion des Lp(a) weiß man bis heute sehr wenig. Da das Apoprotein(a)-Molekül eine hohe Sequenzhomologie zu Plasminogen aufweist (Eaton et al. 1987), vermutet man, daß das Lp(a) sowohl die Bildung von Thromben an atherosklerotischen Plaques fördert als auch einen atherogenen Effekt hat (Liu und Lawn 1994). Lp(a) ist zusammen mit Apoprotein B in atherosklerotischen Läsionen zu finden (Rath et al. 1989). Retrospektive Studien haben einen Zusammenhang zwischen erhöhtem Lp(a) und einer KHK gezeigt (Kostner et al. 1981; Rhoads et al. 1986; Dahlen et al. 1986; Orth-Gomér et al. 1997). Ebenso ergab die Metaanalyse zahlreicher prospektiver Studien, daß Lp(a) ein unabhängiger Risikofaktor für das Auftreten einer KHK ist (Craig et al. 1998).

Als normal gelten Werte zwischen 15 – 35 mg/dl. Die bis heute einzige bekannte Möglichkeit zur Senkung des Lp(a)- Spiegels mit Niacin (Angelin 1997), ist nicht allseits anerkannt. Daher beschränken sich die Möglichkeiten zur KHK-Prävention bei Personen mit erhöhtem Lp(a) auf die Reduktion anderer Risikofaktoren. Insbesondere eine Senkung des LDL-Cholesterins scheint das kardiovaskuläre Risiko des Lp(a) zu senken (Rader et al. 1994; Maher et al. 1995).

2.1.2 Apoproteine

Apoproteine dienen nicht nur als Strukturmoleküle und dazu, apolare Lipide in eine wasserlösliche Form zu bringen. Darüber hinaus erfüllen sie wichtige Aufgaben im Metabolismus der Lipoproteine. Sie fungieren als Enzyme, Enzymaktivatoren, Liganden für Rezeptoren und Lipidtransferfaktoren. Jede Lipoproteinklasse hat ihr charakteristisches Apoproteinprofil.

Apoprotein A

Apoprotein A liegt in drei Untergruppen vor: Apo A-I, A-II und A-IV. Das Apo A-III wird Apo D genannt, da es eine eigene Apoproteinfamilie bildet.

Apo A macht fast 90% des Proteinanteils der HDL aus. Davon wiederum sind  über 60% Apo A-I, ungefähr 30% Apo A-II. Das Apo A-I wird im Darm und in der Leber synthetisiert. Das im Darm entstandene Apo A-I wird an Chylomikronen gebunden und gelangt so in den Blutkreislauf, wo es während der Triglyceridhydrolyse auf HDL übertragen wird. Das in der Leber entstandene Apo A-I wird als Bestandteil der HDL ins Blut abgegeben (Mahley et al. 1984). Die wichtigste Aufgabe des Apo A-I ist die Aktivierung der Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (Fielding et al. 1972). Bei der Tangier-Krankheit, einer seltenen autosomal-rezessiv vererbten Fettstoffwechselstörung,  kommt es wegen eines Apo A-I-Synthesedefektes zum HDL-Mangel (Schaefer et al. 1982).

Das Apo A-II wird in der Leber synthetisiert. Es dient als Strukturelement. Eine weitere Funktion ist noch nicht bekannt. Die klinische Erfahrung zeigt aber, daß ein vollständiger Mangel weder zu relevanten Störungen des Lipidstoffwechsels noch zu Atherosklerose führt (Deeb et al. 1990).

Das Apo A-IV entsteht hauptsächlich im Dünndarm und gelangt mit den Chylomikronen ins Blut. Es wird überwiegend in Chylomikronen und HDL gefunden. Zum Teil liegt es auch ohne Bindung an Lipoproteine vor. In einer spezifischen HDL-Subfraktion findet sich Apo A-IV zusammen mit Apo A-I und LCAT und ist am reversen Cholesterintransport beteiligt (Steinmetz et al. 1990).

Apoprotein B

Apoprotein B liegt in zwei verschiedenen Formen vor: Apo B-100 und  B-48 (Kane 1983).

Apo B-100 wird in der Leber synthetisiert und ist Bestandteil von VLDL, IDL, LDL und Lp(a). Jedes LDL-Partikel enthält jeweils nur ein Apo B-100-Molekül. Das Apo B-100 stellt einen Liganden des LDL-Rezeptors dar und ist für die Aufnahme von LDL in die Zelle verantwortlich. Ein Fehlen oder mangelnde Funktion des Apo B-100 wie bei dem familiären Apolipoprotein-B-100-Defekt äußern sich klinisch durch Hypercholesterinämie und dem frühzeitigen Auftreten einer Koronarsklerose (Innerarity et al. 1990) .

Apo B-48 wird in der Dünndarmmukosa synthetisiert. Es ist Bestandteil der Chylomikronen und zu deren Herstellung nötig. Im Falle eines defekten Apo B-48 kommt es zur Fettmalabsorption wegen verminderter Chylomikronenfreisetzung aus der intestinalen Mukosa (Kane und Havel 1989).

Daneben gibt es noch zwei weitere Formen des Apoproteins B: Apo B-26 und Apo B-74. Es wird diskutiert, daß dies Bruchstücke des Apo B-100 sind (Kane et al. 1980).

Apoprotein C

Das Apo C läßt sich in drei Gruppen unterteilen: Apo C-I, C-II und C-III. Diese werden in der Leber hergestellt und sind Bestandteile aller Lipoproteine mit Ausnahme von LDL und Lp(a) (Nestel und Fidge 1982). Apo C-I ist ein Aktivator der LCAT (Soutar et al. 1975). Apo C-II aktiviert die Lipoproteinlipase, die die Triglyceride der Chylomikronen und VLDL hydrolysiert (LaRosa et al. 1970). Ein Mangel oder Defekt von Apo C-II äußert sich klinisch in einer schweren Hypertriglyceridämie und verzögerten Plasmaclearance für VLDL und Chylomikronen trotz normaler Lipaseaktivität (Breckenridge et al. 1978). Die genaue Funktion des Apo C-III ist nicht bekannt. Es wurde jedoch gezeigt, daß es die LCAT aktiviert (Jonas et al. 1984) und die Apo C-II-vermittelte Aktivierung der LPL hemmt (Breckenridge et al. 1978).

Apoprotein D

Das Apo D wurde früher Apo A-III genannt. Inzwischen hat sich jedoch erwiesen, daß es zu einer eigenen Apoproteinfamilie gehört. Neben der Funktion als Strukturelement, ist es ein Aktivator der LCAT (Löffler 1997).

Apoprotein E

Apo E kommt in allen Lipoproteinen vor. Es ist ein Ligand des LDL- Rezeptors und aller anderer Mitglieder der LDL-Rezeptorfamilie und somit für die Rezeptor-vermittelte Aufnahme von Lipoproteinen in die Leber und extrahepatische Gewebe verantwortlich (Mahley et al. 1984).

Apoprotein E weist wegen des Vorhandenseins multipler, genetisch bestimmter Allele und des Auftretens von post-translationaler Sialylation ein komplexes Isoformmuster auf (Zannis et al. 1981; Utermann et al. 1982). Durch isoelektrische Fokussierung können drei homozygote Phänotypen (E 2/2, E 3/3, E 4/4) und drei heterozygote Phänotypen (E 2/3, E 2/4, E 3/4) unterschieden werden (Zannis et al. 1982). Am häufigsten kommt der Phänotyp E 3/3 vor, der bei ungefähr 60% der Bevölkerung vorliegt (Wardell et al. 1982). Der Phänotyp E 2/2 ist mit dem Auftreten von Hyperlipoproteinämien, insbesondere mit der Typ III-Hyperlipoproteinämie, assoziiert (Breslow et al. 1982). Die Typ III-Hyperlipoproteinämie ist eine familiäre Erkrankung, die durch Hypertriglyzeridämie und Hypercholesterinämie in Folge einer verringerte Lipoproteinclearance gekennzeichnet ist, da die unterschiedlichen E2-Mutanten eine verringerte Interaktion mit den entsprechenden Rezeptoren zeigen (Schneider et al. 1981; Rall et al. 1982).

2.1.3. LDL-Metabolismus

Cholesterin ist als wesentlicher Bestandteil von Plasmamembranen für die Funktionsfähigkeit der Zellen unerläßlich. Der größte Teil des benötigten Cholesterins wird in der Leber synthetisiert und gelangt mit den LDL zu den peripheren Zellen. Die LDL transportieren 60-70% des Gesamtcholesterins in unserem Körper. Auf der anderen Seite schadet eine zu hohe Cholesterinkonzentration dem Organismus durch frühzeitige und beschleunigte Entwicklung von Atherosklerose. Deshalb gibt es Kontrollmechanismen, die den Cholesterinspiegel im Gleichgewicht halten: In der Leber wird die Cholesterinhomöostase über die Aktivitätsänderung der HMG-CoA-Reduktase reguliert. In den peripheren Zellen gibt es einen weiteren Kontrollmechanismus. Die Untersuchungen von Goldstein und Brown an menschlichen Fibroblasten und die Entdeckung des LDL-Rezeptors (1973; 1982) zeigen diesen weiteren Regulationsmechanismus auf. Die Cholesterinaufnahme in peripheren Zellen erfolgt auf folgendem Weg:

1.         LDL binden mit der Apo B-100-Komponente an ein spezifisches Rezeptorprotein auf der Plasmamembran nichthepatischer Zellen: den LDL-Rezeptor. Der LDL-Rezeptor, dessen molekulare Struktur sehr genau bekannt ist (Goldstein und Brown 1989), befindet sich in spezialisierten Membranbereichen, den sogenannten coated pits („Stachelzellgrübchen“).

2.         Der Komplex aus LDL und Rezeptor wird durch Endozytose in die Zelle aufgenommen.

3.         Die LDL-haltigen Vesikel verschmelzen mit Lysosomen, die Verdauungsenzyme enthalten. Diese hydrolysieren die Proteinkomponente der LDL zu freien Aminosäuren und die Cholesterinester zu freiem Cholesterin. Der LDL-Rezeptor kehrt meistens unversehrt zur Zellmembran zurück und steht erneut der Aufnahme von LDL zur Verfügung.

4.         Das freigesetzte Cholesterin kann zur Membranbiosynthese eingesetzt werden oder zur Speicherung durch die Cholesterin-Acyltransferase (ACAT) neu verestert werden.

Abbildung 1: LDL-Aufnahme in menschliche Fibroblasten (nach einer Zeichnung von  Brown und Goldstein; aus Stryer L (1991): Biochemie. Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg Berlin New York. S.588)

Auf zwei verschiedenen Wegen wird die Cholesterinhomöostase der Zelle gewährleistet:

Das freigesetzte Cholesterin hemmt die 3-Hydroxy-3- Methyl-Glutaryl-CoA-Reduktase (HMG-CoA-Reduktase) und verhindert so die Neusynthese von Cholesterin. Darüber hinaus synthetisiert die Zelle bei Cholesterinüberschuß keine neuen LDL-Rezeptoren. So wird die Aufnahme weiteren Cholesterins aus dem Plasma gestoppt.

Bei einem Defekt der LDL-Rezeptoren kommt es zum Krankheitsbild der familiären Hypercholesterinämie.

2.2. Familiäre Hypercholesterinämie

Die familiäre Hypercholesterinämie (FH) zählt zu den häufigsten monogenetisch vererbten Stoffwechselkrankheiten. Die heterozygote Form tritt mit einer Häufigkeit von 1:500 auf, die homozygote Form mit 1:1 Mio. deutlich seltener.

Bereits in den Dreißiger Jahren dieses Jahrhunderts wurde von unterschiedlichen Autoren die familiäre Hypercholesterinämie als eigenständiges Krankheitsbild beschrieben (Thannhauser und Magendantz 1938; Müller 1938). 1964 gelang Khachadurian der Nachweis der autosomal-dominanten Vererbung. Goldstein und Brown (1982; 1984) trugen wesentlich zur biochemischen und molekulargenetischen Charakterisierung dieser Krankheit bei. 1985 bekamen sie dafür den Nobelpreis für Medizin verliehen.

Ursachen der FH sind Mutationen im LDL-Rezeptorgen auf dem kurzen Arm des Chromosoms 19. Diese Mutationen können Deletionen, Insertionen oder Punktmutationen sein. Inzwischen sind weltweit mehr als 200 Mutationen beschrieben worden. Innerhalb einer Population lassen sich die meisten Erkrankungen jedoch durch eine relativ geringe Anzahl an Mutationen erklären. Mehr als ein Drittel der Patienten mit FH in Deutschland haben eine von nur 10 verschiedenen Mutationen (Schuster et al. 1995). In Norwegen ist die Häufigkeit der FH mit 1:300 für Heterozygote deutlich höher als der Durchschnitt. Hier sind 40% der Erkrankungen auf drei Mutationen zurückzuführen (Leren et al. 1994; Sundfold et al. 1996). In Südafrika beträgt die Prävalenz in der burischen Bevölkerung sogar 1:100, wobei drei Mutationen für 90% der Erkrankungen verantwortlich sind (Graadtv.Roggen et al. 1995). Diese deutlichen Unterschiede in der Prävalenz der FH lassen sich durch den sogenannten founder effect erklären: Durch die Ansiedlung einer neuen Population durch einige wenige Gründungsmitglieder („founder“), die sich in der Regel untereinander fortpflanzen, findet nur in einem sehr geringen Maße eine genetische Durchmischung statt. In solchen Populationen treten bestimmte Mutationen häufiger auf als in Populationen mit höherer genetischer Variationsbreite.

Der charakteristische Befund der Lipoproteine bei der familiären Hypercholesterinämie ist eine Erhöhung des Gesamt- und LDL-Cholesterins bei meist normalen Triglycerid- und VLDL-Konzentrationen. Das HDL ist oft erniedrigt. Phänotypisch liegt eine Hyperlipoproteinämie Typ IIa nach Fredrickson vor (Windler et al. 1994). Das Gesamtcholesterin ist bei der heterozygoten Form um das zwei- bis dreifache, bei der homozygoten Form um das fünf- bis sechsfache der Norm erhöht.

Klinisch manifestiert sich die FH durch frühzeitige Koronarsklerose. In der Regel treten bei heterozygoten Männern die ersten Symptome einer KHK zwischen dem 30. und 40. Lebensjahr auf, bei Frauen im Durchschnitt erst 10 Jahre später. 50% der betroffenen Männer versterben vor dem 50. Lebensjahr an den Folgen ihrer Koronarsklerose (Stone et al. 1974). Für das rasche Fortschreiten der Atherosklerose sind neben den massiv erhöhten LDL-Spiegeln auch erniedrigte HDL-Konzentrationen verantwortlich. Bei Männern mit niedrigem HDL-Cholesterin, die rauchen, und bei Frauen mit erhöhten Triglyceriden und Hypertonus ist die Prognose besonders ungünstig (Hill et al. 1991). Auch an extrakardialen Gefäßen, wie der Aorta, den Karotiden und peripheren Arterien, können sich atherosklerotische Veränderungen manifestieren. Bei homozygot Betroffenen entwickelt sich die Koronarsklerose schon im frühen Kindesalter. Noch vor dem 10. Lebensjahr ereignet sich oft der erste Myokardinfarkt und die Betroffenen versterben meist noch vor dem 20. Lebensjahr.

Wegen der hohen LDL-Konzentrationen im Plasma wird Cholesterin in verschiedenen Geweben abgelagert: Diese Cholesterinablagerungen finden sich typischerweise in den Fingerstrecksehnen und den Achillessehnen, sehr viel seltener in anderen Sehnen und der Haut und werden Xanthome genannt. Die Entwicklung von Xanthomen ist abhängig von der Höhe des Serumcholesterins und der Erkrankungsdauer. Etwa 75% der über 20jährigen heterozygot Betroffenen haben tendinöse Xanthome. Homozygote haben in nahezu 100% Haut- und Sehnenxanthome. Auch am Augenlid und in der Kornea können Lipidablagerungen auftreten (Xanthelasmen bzw. Arcus lipoides). Sie sind jedoch kein spezifisches Zeichen einer Hypercholesterinämie, da sie auch bei normalen Cholesterinwerten  gefunden werden. Ferner treten bei der FH gehäuft akute Arthritiden und Tendosynovitiden auf (Glueck et al. 1968).

In neueren Untersuchungen wurde bei Patienten mit genetischen Hyperlipoproteinämien höhere Lp(a)-Konzentrationen gefunden (Seed et al. 1990). Die Ursache hierfür ist noch unbekannt.

Nach dem Ausschluß einer sekundären Fettstoffwechselstörung muß die FH differentialdiagnostisch von der deutlich häufigeren polygenen Hypercholesterinämie abgegrenzt werden. Die polygene Hypercholesterinämie umfaßt alle Erhöhungen des LDL-Cholesterins aus nicht näher bekannter Ursache. Geringe, genetisch bedingte Abweichungen einer Vielzahl von Apoproteinen, Enzymen, Rezeptoren und Transferfaktoren des Cholesterinstoffwechsels können in ihrer Kombination zu dieser Erhöhung führen. Utermann (1988) vermutet polymorphe Genloci des Apoproteins E als Ursache hierfür. Die polygene Hypercholesterinämie wird durch Überernährung gefördert und ist deshalb in den Industrienationen sehr verbreitet. Die Abgrenzung erfolgt heute durch klinische Merkmale, da der molekulargenetische Nachweis eines Defektes im LDL-Rezeptorgene nur in einigen Speziallabors möglich ist: Gesamtcholesterinwerte von 350-400 mg/dl schließen eine polygene Hypercholesterinämie nicht aus, machen sie aber besonders in Anwesenheit von Sehnenxanthomen unwahrscheinlich. Das Vorliegen von Sehnenxanthomen spricht für eine FH. Den größten Stellenwert für die Diagnose der FH hat die gründliche Familienanamnese und die Untersuchung der Familienmitglieder. Finden sich gehäuft Verwandte mit frühzeitiger KHK oder plötzlichem Herztod und bei etwa der Hälfte der Verwandten ersten Grades ebenfalls erhöhte Cholesterinwerte, erhärtet das die Diagnose der familiären Hypercholesterinämie.

Andere familiäre Formen der Hypercholesterinämie, wie der familiäre Apo-B-100-Defekt und die familiäre kombinierte Hyperlipidämie, müssen ausgeschlossen werden.

Therapeutisches Ziel ist die konstante Senkung der Serumcholesterinspiegel zur Prävention der Koronarsklerose. Nur selten kann bei der FH der Cholesterinspiegel ausschließlich durch eine fett- und cholesterinarme Diät  ausreichend gesenkt werden. Im Falle von Übergewicht sollte darüber hinaus auch unbedingt eine Reduktionsdiät zur Normalisierung des Körpergewichtes angestrebt werden.

Zusätzlich zu den diätetischen Maßnahmen wird deshalb eine lipidsenkende Pharmakotherapie empfohlen. In der Regel kommen zwei verschiedene Sustanzklassen zum Einsatz:

1. HMG-CoA-Reduktase-Hemmer (z. B. Simvastatin, Pravastatin, Atorvastatin) hemmen die 3-Hydroxy-3-Methyl-Glutaryl-CoA-Reduktase als das geschwindigkeitsbegrenzende Enzym der Cholesterinsynthese in der Leber und bewirken so eine Abnahme des hepatischen Cholesterins. Dadurch wird die Suppression des LDL-Rezeptor-Gens aufgehoben und die Expression der LDL-Rezeptoren steigt an. Die erhöhte Anzahl an LDL-Rezeptoren führt zur vermehrten LDL-Clearance und senkt dadurch das Serumcholesterin. In Abhängigkeit von der Dosis werden das Gesamtcholesterin um 25-40%, das LDL-Cholesterin um 35-40% und die Triglyceride um 10-25% gesenkt. Das HDL-Cholesterin kann um 5-10% erhöht werden. Ihre Wirksamkeit wurde in zahlreichen klinischen Studien nachgewiesen, z. B. in der 4S-Studie (The Scandinavian Simvastatin Survival Study Group 1994), der EXCEL-Studie (Bradford et al. 1994) und der WOSCOP-Studie (West of Scotland Coronary Prevention Group 1995). Allerdings können neben häufigen, relativ ungefährlichen Nebenwirkungen wie gastrointestinalen Störungen, Kopfschmerzen  und flüchtigen Hautausschlägen, gelegentliche, zum Teil erhebliche Nebenwirkungen zum Therapieabbruch zwingen. Es kamen Fälle von Anstiegen der Transaminasen und Serumkreatininphosphokinase, ohne Symptome oder mit myalgieähnlichen Beschwerden, und sehr selten Rhabdomyolysen mit Myoglobinurie und Nierenversagen vor. Ergebnisse zur Langzeitverträglichkeit  der HMG-CoA-Reduktase-Hemmer liegen bis jetzt noch nicht vor.

2. Bei nicht ausreichendem Erfolg oder schlechter Verträglichkeit von HMG-CoA-Reduktase-Hemmern werden gallensäurebindende Anionenaustauscher (z. B. Colestyramin, Colestipol) zusätzlich bzw. alternativ eingesetzt. Sie unterbrechen den enterohepatischen Kreislauf der Gallensäuren, indem sie die intestinale Resorption hemmen und stimulieren dadurch die Neubildung von Gallensäuren aus Cholesterin in der Leber und nachfolgend die LDL-Rezeptorsynthese. Das Serumcholesterin nimmt um 20-30% ab, Triglyceride und HDL-Cholesterin können leicht ansteigen. Da Ionenaustauscher nicht resorbiert werden, treten keine systemischen Nebenwirkungen auf. Sandiger Geschmack, Obstipation und Meteorismus als unerwünschte Arzneimittelwirkungen erschweren jedoch die Einnahme.

Kann auch durch Arzneitherapie keine ausreichende Senkung des Serumcholesterins bewirkt werden, besteht die Möglichkeit der extrakorporalen LDL-Elimination (Keller 1991). Die heparin-induzierte extracorporale LDL-Präzipitation (HELP) ist die gegenwärtig am häufigsten angewandte Form. Diese Therapieform kommt insbesondere bei der homozygoten Form der FH zur Anwendung, da wegen des fehlenden Gens für den LDL-Rezeptor die LDL-Rezeptorsynthese nicht durch Diät und Medikamente stimuliert werden kann. Als weitere Therapiemöglichkeiten für die homozygote FH sind der Ersatz der LDL-Rezeptoren durch Lebertransplantation (Bilheimer et al. 1984) oder Gentherapie (Wilson 1990; Brown et al. 1994) in Erforschung.

2.3 Atherosklerose

2.3.1 Pathogenese der Atherosklerose

Die Entstehung der Atherosklerose wird von verschiedenen Prozessen bestimmt, die unterschiedlich gewichtet werden. Eine modifizierter Form der Response-to-injury-Hypothese (Ross und Glomset 1976) liefert heute die Grundlage für die Vorstellung der Atheroskleroseentstehung.

Man geht davon aus, daß Endothelverletzungen unterschiedlicher Art zu einer Funktionsänderung und –aktivierung des Endothels führen. Diese Verletzungen können mechanischer, metabolischer oder immunologischer Art oder durch Toxine oder Viren bedingt sein. Durch die Funktionsänderung des Endothels kommt es zu verstärkter Aufnahme von Lipoproteinen und zu vermehrter Adhäsion von Monozyten und T-Lymphozyten am Endothel, die sich im subendothelialen Raum der Intima ablagern. Die veränderten Endothelzellen, anhaftende Leukozyten und möglicherweise auch die glatten Muskelzellen sezernieren Wachstumsfaktoren und chemotaktische Substanzen, die das Anhaften und Ansiedeln von weiteren Monozyten und deren Umwandlung in Makrophagen fördern. Solche Ansammlungen von Makrophagen und Lipoproteinen werden als initiale Läsion (Typ I) bezeichnet und sind nur lichtmikroskopisch sichtbar (Stary 1992).

Typ-II-Läsionen sind sogenannte fatty streaks. Sie entsprechen Makrophagen, die Cholesterinester aus Low Density Lipoproteinen speichern. Die Aufnahme  erfolgt über den scavenger receptor, der im Gegensatz zum LDL-Rezeptor keinem negativen Feedbackmechanismus bei hohen Cholesterinkonzentrationen unterliegt. So kommt es zur Überladung der Makrophagen mit Cholesterinestern, die in großen Vakuolen im Zytoplasma gespeichert werden. Solche Makrophagen werden auch Schaumzellen genannt. In diesem Stadium ist noch kein Gewebeschaden aufgetreten, wohingegen bei der Typ-III-Läsion, dem Präatherom, bereits mikroskopische Gewebeschäden nachweisbar sind. Das Präatherom unterscheidet sich durch zusätzliche kleine extrazelluläre Lipidablagerungen von der Typ-II-Läsion.

Bei fortschreitendem Plaquewachstum entsteht durch Konfluieren der Lipidablagerungen ein lipidreicher Kern, der das Charakteristikum des Atheroms (Typ IV) ausmacht. Durch verschiedene Wachstumsfaktoren wird die Proliferation glatter Muskelzellen und ihre Umwandlung zu aktiven Zellen gefördert, die Grundsubstanz wie Kollagen, Proteoglykane und elastische Fasern synthetisieren. So kommt es zur fortschreitenden Fibrosierung und Hyalinisierung der Plaques. Die typische fortgeschrittene Läsion (Stary et al. 1994) ist das Fibroatherom (Typ V). Hier findet sich über dem Lipidkern eine fibröse Kappe aus Kollagen und glatten Muskelzellen. Das Fibroatherom ist die häufigste Ausgangsläsion für die thrombohämorrhagische Komplikation (Typ VI), die meist durch einen Einriß der fibrösen Kappe entsteht. Dazu zählen Ablagerungen thrombotischen Materials, Einblutungen, Erosionen und Fissuren.

Überwiegen kalzifizierte, nekrotische Areale, spricht man von einer kalzifizierten oder Typ-VII-Läsion. Bei der Typ-VIII-Läsion bestimmt zellarmes kollagenes Bindegewebe das Bild. Dieses Stadium ist eher als Ausheilungsstadium denn als Komplikation anzusehen (Bräsen und Niendorf 1997).

Abbildung 2: formale Pathogenese der Atherosklerose (aus Riede UN, Schäfer HE (1994): Allgemeine und spezielle Pathologie. Thieme Verlag, Stuttgart. S. 438)

1: normale Arterienwand; 2: initiale, subintimale Akkumulation von Lipiden, Proteoglykanen und Kollagenfasern; 3: intimale Lipidherde, erste Schaumzellen; 4: fortschreitende Schaumzellenansammlung, proliferierende Myofibroblasten; 5: Athe­rom mit zentraler, Cholesterinkristalle enthaltender Nekrose, umsäumt von Schaum­zellen und einzelnen T-Lymphozyten und perifokaler Sklerose; 6: spangenförmige Atheromverkalkung; 7: atheromatöses Geschwür mit parietalem Abscheidungsthrombus


2.3.2 Risikofaktoren für die Entstehung von Atherosklerose

Für die Entstehung von atherosklerotischen Läsionen sind verschiedene Risikofaktoren verantwortlich, wobei der Hypercholesterinämie, der arteriellen Hypertonie und dem Rauchen besondere Bedeutung zukommt.

In der Sieben Länder Studie (Coronary Heart Disease in Seven Countries Study Group 1970) fällt ein Nord-Süd-Gefälle für das Auftreten von KHK in Europa und eine niedrige KHK-Prävalenz in Japan auf. Dies ist auf die fett- und cholesterinarme Kost in den jeweiligen Ländern zurückzuführen. Daher gelten die ostasiatische und mediterrane Küche als Vorbild für eine cholesterinarme Diät.

In großen epidemiologischen Studien wie der Framingham Study (Kannel et al. 1971), dem Multiple Risk Factor Intervention Trial (Stamler et al. 1986) und der Withehall Study (Davey-Smith et al. 1992) konnte eine positive Korrelation zwischen der Höhe des Serumcholesterins und dem Auftreten einer koronaren Herzerkrankung aufgezeigt werden. LDL-Cholesterinwerte über 190 mg/dl stellen ein hohes kardiovaskuläres Risiko dar. Neben der Höhe des LDL-Cholesterins spielt bei der Einschätzung des Risikoprofils für kardiovaskuläre Erkrankungen auch die Höhe des gefäßschützenden HDL-Cholesterins eine große Rolle. Werte unter 35 mg/dl gehen mit erhöhtem Risiko einher.

Zigarettenrauchen ist ein wesentlicher Risikofaktor für atherosklerotische Erkrankungen. Neben der KHK führt Nikotinabusus vermehrt zu peripherer arterieller Verschlußkrankheit und cerebrovaskulärer Insuffizienz. Sowohl bei Männern als auch bei Frauen besteht ein Zusammenhang zwischen atherosklerotischen Gefäßerkrankungen und der Menge und Dauer des Nikotinabusus (Wilhelmsen 1988). Das Risiko einer KHK ist insbesondere beim Rauchen von mehr als 10 Zigaretten pro Tag (Report of the National Cholesterol Education Program 1988) und bei Beginn des Rauchens vor dem 15. Lebensjahr erhöht (Kawachi et al. 1993). Es besteht offenbar eine enge Kopplung der Risikofaktoren Hypercholesterinämie und Rauchen. In Japan besteht trotz vergleichsweise hohen Tabakkonsums eine geringere KHK-Inzidenz als in westlichen Industrienationen. Dies liegt wie erwähnt in der Ernährung begründet. Bei Japanern, die in den USA leben und sich der dortigen Ernährungsweise angepaßt haben, wird das Rauchen allerdings auch zu einem wichtigen Risikofaktor für koronare Herzkrankheit (Yano et al. 1984).

Die arterielle Hypertonie gilt als weiterer gesicherter Risikofaktor für cerebro- und kardiovaskuläre Erkrankungen (McMahon et al. 1990). Das Risiko steigt an, wenn gleichzeitig noch andere Risikofaktoren wie Hypercholesterinämie und Rauchen vorliegen.

Darüber hinaus sind noch weitere Risikofaktoren bekannt. Es ist unumstritten, daß der Diabetes mellitus, sowohl Typ I als auch Typ II, mit einem deutlich erhöhten Auftreten von atherosklerotischen Gefäßerkrankungen einhergeht (Pyörälä et al. 1987). In letzter Zeit gewinnt das metabolische Syndrom als Risikofaktor an Bedeutung.  Bei diesem Syndrom – auch Insulinresistenzsyndrom genannt – kommt es zum gehäuften Zusammentreffen von stammbetonter Adipositas, Hyperlipoproteinämie, Hyperurikämie, essentieller Hypertonie und Glukoseintoleranz bzw. Diabetes mellitus Typ II. Das pathophysiologische Korrelat ist eine Insulinresistenz mit nachfolgender Hyperinsulinämie. Die wachstumsstimulierenden Wirkung des Insulins auf glatte Muskelzellen wird als eine Ursache der Entwicklung von atherosklerotischen Läsionen gesehen (Stout 1990).

Bei Männern mittleren Alters ist die Inzidenz der KHK drei- bis viermal so hoch wie bei gleichaltrigen Frauen, im höheren Alter etwa doppelt so hoch. Aus diesem Grund ist männliches Geschlecht als ein kardiovaskulärer Risikofaktor anzusehen, der im Gegensatz zu den bisher erwähnten Risikofaktoren nicht beeinflußbar ist. Zu diesen nicht beeinflußbaren Risikofaktoren gehören ferner das Lebensalter und die familiäre Belastung mit frühzeitiger KHK (Report of the National Cholesterol Education Program 1988).

Starke Adipositas (> 30% Übergewicht) ist als unabhängiger Risikofaktor bestätigt (Hubert et al. 1983), wobei der Verteilung des Körperfettes eine entscheidende Rolle zukommt: bei Patienten mit einer hohen waist to hip ratio ist die Morbidität und Mortalität der cerebro- und kardiovaskulären Erkrankungen deutlich erhöht (Larsson et al. 1984; Lapidus et al. 1984). Streß und Bewegungsmangel können das Entstehen einer KHK fördern.

Erhebliche pathophysiologische Bedeutung in der Atherogenese besitzen Gerinnungsfaktoren: Vor allem erhöhte Fibrinogenspiegel (>300 mg/dl) erwiesen sich in einigen prospektiven Studien als eigenständiger Risikofaktor (Wilhelmsen et al. 1984; Kannel et al. 1987), aber auch hohe Konzentrationen des Gewebeplasminogenaktivator-Inhibitors tPAI sind mit Auftreten von KHK assoziiert (Hamsten et al. 1987).

Auch erhöhte Triglyceridspiegel werden für atherosklerotische Gefäßveränderungen verantwortlich gemacht (Hulley et al. 1980, Carlson und Boettiger 1981, Austin 1991). Auf die Rolle erhöhter Serumspiegel des Lipoprotein (a) wurde bereits eingegangen. Die Ausschaltung dieses Risikofaktoren ist schwierig, da sich das Lp(a) bis jetzt weder diätetisch noch medikamentös beeinflussen läßt. Im Vordergrund sollte daher die Eliminierung anderer Risikofaktoren stehen.


2.4 Homocystein

2.4.1 Bedeutung des Homocysteins

Bereits 1969 machte McCully die Beobachtung, daß erhöhte Konzentrationen von Plasmahomocystein mit Erkrankungen der Gefäße assoziiert sind. In zahlreichen epidemiologischen Studien wurde dieser Zusammenhang bestätigt:

Clarke et al. (1991) zeigten, daß bei 30% aller Patienten mit KHK, bei 42% mit cerebrovaskulären Erkrankungen und bei 28% mit peripheren Gefäßerkrankungen eine Erhöhung des Plasmahomocysteins vorhanden ist. Außerdem fanden sie heraus, daß bei Hyperhomocysteinämie das relative Risiko, an einer KHK zu erkranken, 24 mal so hoch ist wie bei Vergleichspersonen. In der Physicians‘ Health Study (Stampfer et al.1992) wird nach der Verrechnung anderer Risikofaktoren ein dreifach erhöhtes Risiko für Myokardinfarkte bei Männern mit erhöhtem Plasmahomocystein gefunden. Nach Einschätzung der Autoren könnten bei 7% der 271 Patienten der Herzinfarkt auf dem Boden einer Hyperhomocysteinämie entstanden sein (Stampfer et al. 1992). Zu ähnlichen Ergebnissen kommen auch die TromsÝ-Studie (Arnesen et al. 1995) und andere Studien (Dalery et al. 1995; Nygard et al. 1995; Mayer et al. 1996). Nygard et al. (1997) sehen in der Höhe des  Plasmahomocysteins eine gute Vorhersagemöglichkeit der Mortalität bei Patienten mit angiographisch nachgewiesener KHK. Allerdings gibt es auch Untersuchungen, in denen keine Korrelation zwischen der Homocysteinkonzentration und einer koronaren Herzerkrankung gefunden wird (Alfthan et al. 1994; Evans et al. 1997). Eckardstein et al. (1994) beschreiben eine stark positive Korrelation zwischen der Konzentration des Plasmahomocystein und des Fibrinogens. Dies spricht gegen den von anderen Faktoren unabhängigen Einfluß des Homocysteins auf die Entstehung atherosklerotischer Läsionen.

Ebenso gibt es zahlreiche Studien, die bei erhöhtem Plasmahomocystein ein verstärktes Auftreten von Karotisstenosen (Malinow et al. 1993; Selhub et al. 1995; Aronow et al. 1997) und von ischämischen Insulten (Verhoef et al. 1994; Perry et al. 1995) belegen.

Taylor et al. (1991) fanden eine Assoziation von erhöhtem Plasmahomocystein und dem Voranschreiten einer peripheren AVK. Eine Analyse von van den Berg et al. (1996) ergab - neben der gleichsinnigen Beziehung von KHK und cerebrovaskulärer Erkrankungen zu den Homocysteinkonzentrationen im Nüchternzustand und nach Methioninbelastung - einen Zusammenhang des Schweregrades der peripheren AVK mit der Höhe der Homocysteinkonzentration. Dieser Zusammenhang zeigte sich insbesondere bei erhöhten Homocysteinwerten im Methioninbelastungstest.

Mehrere Arbeitsgruppen konnten zeigen, daß Hyperhomocysteinämie auch ein unabhängiger Risikofaktor für venöse thrombembolische Erkrankungen ist (Falcon et al. 1994; Den Heijer et al. 1996; Cattaneo et al. 1996; Ridker et al. 1997).

2.4.2 Metabolismus des Homocysteins

Homocystein ist eine schwefelhaltige Aminosäure, die im Stoffwechsel der essentiellen Aminosäure Methionin entsteht. Weiterhin ist Homocystein eine Zwischenstufe in der Synthese von Cystein.

Im menschlichen Organismus dient Methionin in aktivierter Form wegen des hohen Gruppenübertragungspotential als wichtiger Methylgruppendonator. Durch Abgabe der Methylgruppe entsteht Homocystein. Das Homocystein kann auf zwei verschiedenen Wegen weiterverwertet werden:

Homocystein wird in einer Vitamin B12-abhängigen Reaktion von der Homocystein-Methyltransferase (Methioninsynthase) zu Methionin remethyliert. Die Methylguppe für die Remethylierung des Homocysteins liefert N5-Methyltetrahydrofolat, welches durch die N5,N10-Methylentetrahadrofolat-Reduktase aus N5,N10-Methylentetrahydrofolat entsteht.

Ist Methionin im Überschuß vorhanden oder wird Cystein benötigt, kann Homocystein mit Serin zu Cystathion kondensiert und weiter zu Cystein umgewandelt werden. Dieser Reaktionsweg wird von der Cystathion-b-Synthase katalysiert und benötigt Vitamin B6 als Coenzym.

Abbildung 3: Stoffwechsel des Homocystein

2.4.3 Bestimmung des Plasmahomocysteins

In den meisten klinischen Studien wird das Gesamthomocystein im Plasma gemessen. Dies umfaßt freies und proteingebundenes Homocystein, gemischte Disulfide, Homocysteinthiolakton und Homocystin.

Die Normalwerte liegen im nüchternen Zustand bei 5 bis 15 mmol/l (Ueland et al.1993). Nach einer Einteilung von Kang et al. (1992) sind Werte

è     von 15 bis 30 mmol/l als mäßige,

è     über 30 bis 100 mmol/l als mittlere,

è     über 100 mmol/l als schwere Hyperhomocysteinämie anzusehen.

Liegen normale Nüchternwerte vor, kann der Verdacht einer Hyperhomocysteinämie durch einen Methioninbelastungstest ausgeschlossen werden. Liegen die Plasmahomocysteinwerte nach 4-8 Stunden nach einer einmaligen, oralen Gabe von Methionin (100 mg/kg Körpergewicht) mehr als zwei Standardabweichungen über dem Durchschnitt, kann von einer Hyperhomocysteinämie ausgegangen werden (Dudman et al. 1993). Nach Gallagher et al. (1996) ist der Methioninbelastungstest allerdings nicht aussagekräftig, wenn ein thermolabiler Defekt der N5,N10-Methylentetrahydrofolat-Reduktase vorliegt. Der Stoffwechselweg des Homocysteins in der Cysteinsynthese kann damit aber gut überprüft werden. Clarke et al. (1991) fanden heraus, daß bei Werten über 24mmol/l im Methioninbelastungstest mit einer Sensitivität von 92% und einer Spezifität von 100% die heterozygote Form des Defektes der Cystathion-b-Synthase diagnostiziert werden kann.

2.4.4 Ursachen für erhöhte Homocysteinspiegel

Erhöhte Plasmaspiegel von Homocystein können auf verschiedene Ursachen zurückgeführt werden: genetische Defekte der Enzyme des Homocysteinstoffwechsels, ernährunsbedingter Coenzymmangel, diverse andere Grunderkrankungen oder Einnahme von bestimmten Medikamenten.

Eine genetische Ursache der Hyperhomocysteinämie ist ein Defekt der Cystathion-b-Synthase. Bei der seltenen homozygoten Form – der angeborenen Homocystinurie – werden im Plasma Homocysteinkonzentrationen bis zu 400 mmol/l gefunden. Klinisch äußert sich dieser Enzymdefekt in Skelettdeformitäten, Linsenektopie, geistiger Retardierung, lebensbedrohlichen thrombembolischen Komplikationen und schwerer frühzeitiger Atherosklerose, die bereits im jungen Erwachsenenalter auftritt (Mudd et al. 1995). Etwa 40% der Patienten sprechen auf pharmakologische Dosen von Vitamin B6  (200-1000 mg/d) an..  Bei fehlendem Ansprechen wird zusätzlich Folsäure (1-5 mg/d) verabreicht. Unabhängig vom Ansprechen auf sollte eine methioninarme Diät in Kombination mit einer Cystinsupplementation eingehalten werden.  Zusätzlich kommt Betain (6-9g/d) zum Einsatz, das als weiterer Methylgruppendonator zur Remethylierung des Homocysteins dient. Insbesondere bei Nichtansprechen auf Vitamin B6 wird dadurch eine klinische Verbesserung erreicht  (Rezvani 1996; Walter et al. 1998). Bei Heterozygoten ist die Hyperhomocysteinämie mit Werten zwischen 20 und 40 mmol/l weit weniger ausgeprägt. Im Vergleich mit der Normalbevölkerung treten zwar häufiger thrombembolische Erkrankungen auf, abgesehen davon sind heterozygot Betroffene aber in der Regel asymptomatisch.

Ebenso führt ein homozygoter Defekt der N5,N10-Methylentetrahadrofolat-Reduktase (MTHFR) zu schwerer Hyperhomocysteinämie. Die Prognose für diese Form ist sehr schlecht, da keine effektive Therapie zur Verfügung steht (D’Angelo und Selhub 1997).

1988 fanden Kang et al. eine thermolabile Variante der MTHFR, die zu einer mäßigen Hyperhomocysteinämie führen. Diese Variante kommt durch eine Punktmutation (C677T) im kodierenden Abschnitt des MTHFR-Gens zustande, die zu einem Austausch von Alanin durch Valin führt (Frosst et al. 1995). Circa 5% der Bevölkerung sind homozygot für diese Mutation (Mudd et al. 1995). Allerdings wird diese Mutation von unterschiedlichen Autoren nicht als signifikanter, unabhängiger Risikofaktor für atherothrombotische Gefäßerkrankungen angesehen (Ma et al. 1996; Deloughery et al. 1996; Van Bockxmeer et al. 1997).

Ein ernährungsbedingter Mangel der Vitaminen B6, B12 und Folsäure, die am Homocysteinmetabolismus beteiligt sind, können ebenfalls zu einer Erhöhung des Serumhomocysteins führen. Dies ist insbesondere bei Mangel des Coenzyms Vitamin B12 (Brattström et al. 1988) und des Cosubstrates Folsäure (Kang et al. 1987) der Fall. Hinsichtlich des Vitamin B6 finden sich in der Literatur unterschiedliche Meinungen. Es gibt Untersuchungen, die bei erniedrigtem Vitamin B6 erhöhte Homocysteinspiegel fanden (Robinson et al.1995). Andere Autoren wiederum finden zwar eine negative Korrelation bei Folsäure und Vitamin B12 zum Plasmahomocystein, nicht jedoch beim Vitamin B6 (Verhoef et al. 1996). Eine Vitaminsupplementation wird von zahlreichen Autoren empfohlen (Boushey et al. 1995; Landgren et al. 1995; Malinow et al. 1998). Es bleibt aber noch offen, ob durch die erzielte Normalisierung des Homocysteinspiegels die Morbidität und Mortalität hinsichtlich kardiovaskulärer Erkrankungen beeinflußt wird. Dies muß in randomisierten, klinischen Studien geprüft werden (Welch und Loscalzo 1998).

Folgende Grunderkrankungen beeinflussen den Homocysteinstoffwechsel:

Bei chronischer Niereninsuffizienz finden sich bis zu vierfach erhöhte Homocysteinspiegel (Wilcken und Gupta 1979). Es ist unklar, ob dies durch verminderte Exkretion oder veränderten Metabolismus zustandekommt. Allerdings wird das Homocystein im Plasma durch Dialyse gesenkt (Chauveau et al. 1993). Im Rahmen einer prospektiven Studie räumen Bostom et al. (1997) ein, daß die erhöhten Homocysteinkonzentrationen möglicherweise als unabhängige Faktoren bei der Entstehung und dem Voranschreiten einer KHK bei terminaler Niereninsuffizienz wirken können.

Erhöhtes Plasmahomocystein wird ebenfalls bei Schilddrüsenunterfunktion (McCully 1996), perniziöser Anämie und verschiedenen malignen Erkrankungen, wie dem Mamma-, Ovarial-, Pankreaskarzinom (Mayer et al. 1996) und der akuten lymphoblastischen Leukämie gefunden (Refsum et al. 1991). Man geht davon aus, daß entartete Zellen nicht mehr zur Umsetzung des Homocysteins fähig sind.

Weiterhin können bei der Einnahme von verschiedenen Medikamenten erhöhte Homocysteinspiegel auftreten: Methotrexat, ein Folsäureantagonist, verringert die Folsäurebestände und damit das Cosubstrat für die Methioninsynthase; auch Phenytoin greift in den Stoffwechsel des Homocysteins ein (Ueland et al. 1989). Theophyllin, ein Phosphodiesterase-Hemmer, antagonisiert die Vitamin B6-Synthese (Ubbink et al. 1996). Nikotin- und Kaffeekonsum erhöhen die Homocysteinwerte, während körperliche Betätigung eher mit niedrigen Homocysteinleveln assoziiert ist (Nygard et al. 1995 und 1997). Chronischer Alkoholabusus führt wahrscheinlich durch die Beeinflussung des Vitaminstatus zu höherem Plasmahomocystein (Cravo et al. 1996).

Vermaak et al. fanden 1990 bei Rauchern signifikant niedrigere Pyridoxal-Phosphat-Konzentrationen (Vitamin B6) als bei Nichtrauchern. Konsekutiv erhöhte Homocysteinkonzentrationen könnten ein Beitrag zur Entwicklung von Atherosklerose bei Rauchern sein.

2.4.5 Pathophysiologie

In vitro- und in vivo- Untersuchungen haben gezeigt, daß die Atheroskleroseentstehung bei Hyperhomocysteinämie aus einer Endothelfehlfunktion und –verletzung resultieren, wodurch subendotheliale Matrix und glatte Muskelzellen freigelegt werden. Dies führt zu Plättchen– und Leukozytenaktivierung und Thrombusbildung (Harker et al. 1974 und 1976). In neueren Studien werden erhöhte Homocysteinkonzentrationen für verschlechterte endothelabhängige Vasodilatation (Celermajer et al. 1993) und Antikoagulation (Lentz et al. 1996) verantwortlich gemacht.

Es ist noch nicht vollständig geklärt, wodurch es bei Hyperhomocysteinämie zur endothelialen Dysfunktion kommt. Es zeichnet sich jedoch ab, daß die schädliche Wirkung des Homocysteins in der Förderung des oxidativen Schaden begründet liegen könnte:

Bei Zugabe zu Plasma wird Homocystein schnell autooxidiert. Es entstehen Homocystin, gemischte Disulfide, Homocysteinthiolakton und hochreaktive, zytotoxische Sauerstoffverbindungen, wie Superoxid- und Hydrogenperoxid (Stamler et al. 1993; Andersson et al. 1995) und freie Radikale (Misra 1974). Besonders Hydrogenperoxid hat zusammen mit Hydroxyl-Radikalen eine toxische Wirkung auf Gefäßzellen (Wall et al. 1980; de Groot et al. 1983; Welch et al. 1997). Die Superoxid-abhängige Bildung von Hydroxyl-Radikalen fördert die Oxidation von Low Density Lipoproteinen (Heinecke et al. 1987; Loscalzo 1996). Homocysteinthiolakton, ein hochreaktives Beiprodukt der Homocysteinoxidation, aggregiert mit LDL und wird von Makrophagen der Intima und von Schaumzellen der wachsenden atheromatösen Plaques aufgenommen (Naruszewicz et al. 1994). Ob Homocysteinthiolakton allerdings auch in vivo in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um diesen Effekt hervorzurufen, ist noch fraglich.

Darüber hinaus verändert Homocystein die antithrombotischen Eigenschaften des Endothels auf unterschiedlichen Ebenen und begünstigt dadurch die Bildung von Thromben:

Homocystein

è     verbessert die Aktivität von Faktor XII (Ratnoff 1968) und Faktor V (Rodgers und Kane 1986),

è     hemmt die Aktivität des Protein C (Rodgers und Conn 1990),

è     verhindert die Expression von Thrombomodulin (Lentz und Sadler 1991),

è     induziert die Expression von Gewebethromboplastin (Fryer et al. 1993),

è     unterdrückt die Bildung von Heparinsulfat durch das Endothel (Nishinaga et al. 1993).

Weiterhin wird Homocystein als potentes Mitogen für glatte Muskelzellen der Gefäße angesehen. Tsai et al. (1996) erklären das verstärkte Wachstum der glatten Muskelzellen in Anwesenheit von Homocystein mit einer Induktion der Expression des Cyclin A-Gens. Welch et al. (1998) machen den durch Homocystein aktivierten Transkriptionsfaktor NF-kB dafür verantwortlich.

Normale Endothelzellen produzieren Stickstoffmonoxid (NO), welches in Anwesenheit von Sauerstoff Homocystein „entgiften“ kann: Durch die Bildung von S-Nitroso-Homocystein wird die Entstehung von Hydrogenperoxid verhindert (Stamler et al. 1993). Außerdem wirkt S-Nitroso-Homocystein als starker Plättcheninhibitor und Vasodilatator (Stamler et al. 1992).

Wird durch erhöhte Homocysteinkonzentrationen die Endothelfunktion beeinträchtigt, kann das Endothel nicht mehr ausreichende Mengen NO produzieren und wird anfälliger für den oxidativen Schaden des Homocysteins. Homocystein selbst verringert die Menge des verfügbaren NO, indem es die Syntheserate senkt. Auch durch die gesteigerte Lipidperoxidation wird die Expression der endothelialen NO-Synthase gesenkt (Chin et al. 1992; Liao et al. 1995; Blom et al. 1995) . Upchurch et al. (1997) fanden heraus, daß Homocystein die Expression der zellulären Glutathionperoxidase in Endothelzellen unterdrückt. Dadurch entstehen bei der Homocysteinoxidation vermehrt reaktive Sauerstoffverbindungen, wodurch wiederum die Lipidperoxidation verstärkt wird.


 

Abbildung 4: Auswirkungen des Homocysteins auf die NO-Produktion


2.5 Oxidierte Low Density Lipoproteine

2.5.1 Bedeutung der oxidierten Low Density Lipoproteine

1979 machten Goldstein et al. die Entdeckung, daß chemisch modifizierte LDL, wie acetylierte und malondialdehyd-konjugierte LDL, über einen bestimmten Rezeptor in Makrophagen und Monozyten aufgenommen werden und deren Umwandlung in Schaumzellen fördern. Dieser sogenannte scavenger receptor ist spezifisch für modifizierte LDL; er nimmt keine nativen LDL auf. In den folgenden Jahren fanden Henriksen et al. heraus, daß oxidativ modifizierte LDL vom scavenger receptor erkannt werden (1981) und daß Endothel- und glatte Muskelzellen die LDL-Oxidation in vitro fördern (1983). 1989 konnten Ylä-Herttuala et al. zeigen, daß sich in atherosklerotischen Läsionen hauptsächlich oxidativ modifizierte LDL befinden.

Heute wird die oxidative Modifizierung der LDL als der atherogene Effekt der Lipoproteine angesehen (Steinberg et al. 1989; Witzum und Steinberg 1991). Man geht davon aus, daß die oxidative Schädigung von Makromolekülen im allgemeinen einen wichtigen Beitrag zu degenerativen Alterungsprozessen liefert (Stadtman 1992). Bei Patienten mit KHK und peripherer AVK finden sich im Plasma erhöhte Spiegel an Lipidperoxiden (Liu et al. 1992).

Da das Plasma über effektive antioxidative Schutzmechanismen verfügt, findet die Oxidation der LDL hauptsächlich in der Intima statt (Esterbauer et al. 1992). Die Messung der LDL-Oxidation muß daher indirekt erfolgen. Z.B. kann die Anfälligkeit der LDL für Oxidation in vitro bestimmt werden. Regnström et al. (1992) fanden eine Assoziation der Anfälligkeit der LDL für Oxidation und dem Ausmaß der Koronarsklerose: In dieser Untersuchung wurde LDL aus Plasma isoliert und die Zeit bestimmt, die in Anwesenheit von Kupferionen bis zur Bildung von konjugierten Dienen vergeht. Zwischen dieser Zeit , der sogenannten lag phase, und dem quantitativen Ausmaß der Atherosklerose bestand ein umgekehrter Zusammenhang. Des weiteren bietet die Bestimmung des Plasmaspiegels von Substanzen mit hoher oxidativer Labilität wie z.B. Ubichinol-10 einen Ansatzpunkt, das Ausmaß des sogenannten oxidativen Stress im menschlichen Organismus zu bestimmen (Kontush et al. 1997). Ferner spiegelt die Titerhöhe der Autoantikörper gegen oxidierte LDL die Oxidation der LDL in vivo wider (Boyd et al. 1989; Zawadski et al. 1989).

Es finden sich erhöhte Titer von Autoantikörpern gegen oxidierte LDL (ox.LDL) bei Patienten mit Atherosklerose der Karotiden (Salonen et al. 1992) und peripherer AVK (Bergmark et al.1995). Bestimmungen der Antikörper gegen ox.LDL bei Patienten mit Koronarsklerose erbrachten unterschiedliche Ergebnisse: Schumacher et al. (1992) und Virella et al. (1993) fanden keine signifikanten Titerunterschiede zwischen Patienten mit KHK und gesunden Kontrollpersonen, während Wu et al. (1997) in erhöhten Titern eine Vorhersagemöglichkeit für Myokardinfarkte sehen. Zwei neuere Studien konnten zeigen, daß Immunisierung mit ox.LDL im Tierversuch das Auftreten von Atherosklerose reduziert (Palinski et al. 1995; Ameli et al. 1996).

Epidemiologische Studien unterstützen die These, daß die Einnahme von Antioxidantien das Risiko, an einer KHK zu erkranken, senken. Untersuchungen von Gey et al. (1991) zeigten eine negative Korrelation zwischen Vitamin E–Spiegeln und der KHK-Mortalität. Auch Riemersa et al. (1991) fanden einen protektiven Effekt des Vitamin E für Angina pectoris. Ergebnisse der CHAOS Studie ergeben, daß Vitamin E akute kardiale Ereignisse bei Patienten mit bekannter KHK verhindert (Stephens et al. 1996). In der Nurses‘ Health Study (Stampfer et al. 1993) und der Health Professionals‘ Follow-up Study (Rimm et al. 1993) hatten die Personen mit den höchsten Vitamin E-Einnahmen eine 35-40%ige Reduktion der Inzidenz schwerer kardialer Ereignisse, im Vergleich zu den Personen mit den niedrigsten Vitamin E-Einnahmen. Weitere Studien belegen die vorteilhafte Wirkung von Vitamin E (Knekt et al. 1994; Kushi et al. 1996), Vitamin C (Enstrom et al. 1992) und anderer Antioxidantien (Hertog et al. 1993) auf das Auftreten einer kardiovaskulären Erkrankung. Die Tatsache, daß antioxidativ wirksame Substanzen vor dem Auftreten klinischer Manifestationen einer Koronarsklerose schützen können, spricht für eine Beteiligung der oxidativen Prozesse in der Atherogenese. Allerdings könnte der Benefit der Antioxidantien auch in ihrem günstigen Einfluß auf die Plaquestabilität, die vasomotorische Funktion und die Thrombusbildung begründet liegen (Diaz et al. 1997).

 

2.5.2 Ursachen für die LDL-Oxidation

Metallionen

Zahlreiche Untersuchungen belegen, daß redoxaktive Metallionen, z. B. Eisen- und Kupferionen, in vitro LDL oxidieren (Heinecke et al. 1984; Swain und Gutteridge 1995; Lamb et al. 1995). Leeuwenburgh et al. (1997), die o- und m-Tyrosin als Produkte der Proteinoxidation von kupferexponierten LDL massenspektrometrisch gemessen haben, fanden jedoch in den LDL aus atherosklerotischen Läsionen keine höheren Werte für o- und m-Tyrosin als in zirkulierenden LDL. Epidemiologische Studien ergaben keine einheitlichen Ergebnisse hinsichtlich eines Zusammenhangs von erhöhten Eisenspeichern und erhöhtem Risiko für eine koronare Herzerkrankung (Ascherio und Willett 1994). Beachtenswert ist, daß bei Eisen- bzw. Kupferspeicherkrankheiten wie der Hämochromatose und M. Wilson keine frühzeitige Atherosklerose auftritt (Bothwell et al. 1979; Danks 1989; Sempos et al. 1994). Diese Beobachtungen machen es unwahrscheinlich, daß Metallionen für die LDL-Oxidation in vivo eine wesentliche Rolle spielen.

Lipoxygenase

Lipoxygenasen sind zytosolische Enzyme, die mehrfach ungesättigte Fettsäuren oxigenieren (Yamamoto 1992). Neuere Untersuchungen belegen, daß Lipoxygenasen an der LDL-Oxidation beteiligt sind (Belkner et al. 1993). Kuhn et al. (1997) sehen die Rolle der Lipoxygenasen in der LDL-Oxidation in frühen Stadien der Atherogenese, während Folcik et al. (1996) ihre Untersuchungen an fortgeschrittenen atherosklerotischen Läsionen vornahmen und dort eine Beteiligung der Lipoxygenasen am oxidativen Schaden fanden.

Die meisten Untersuchungen fokussieren auf die atherogenen Effekte der oxidativ modifizierten LDL. Dennoch gibt es auch in vitro Studien, die zeigen, daß bestimmte Arten von oxidativer Modifizierung die Arterienwand vor pathologischer Cholesterinakkumulierung schützen (Francis et al. 1993). Kaninchen mit diätinduzierter oder genetisch bedingter Hypercholesterinämie scheinen gegen Atherosklerose geschützt zu sein, wenn 15-Lipoxygenase in ihren Makrophagen überexprimiert wird (Shen et al. 1996). Die Ergebnisse dieses Tierversuchs zeigen, daß Lipoproteinoxidation die Atherogenese sowohl fördern, als auch verhindern kann.

Myeloperoxidase

Myeloperoxidase wird von aktivierten Makrophagen sezerniert (Klebanoff 1980)  und ist in schaumzellreichen Gebieten von atherosklerotischen Läsionen lokalisiert (Daugherty et al. 1994).  Oxidationsprodukte des Enzyms, wie Tyrosylradikale und Dityrosin, wurden immunhistochemisch in atherosklerotischen Gefäßen nachgewiesen (Hazell et al. 1996). Man geht deswegen davon aus, daß Myeloperoxidase in vivo eine LDL-Oxidation bewirkt.  Leeuwenburgh et al. (1997) fanden einen 100-fachen Anstieg von Dityrosin in LDL aus Läsionen im Vergleich zu zirkulierenden LDL. In LDL aus frühen Läsionen wie fatty streaks fand sich eine 10-fache Erhöhung des Dityrosin.

Die Myeloperoxidase generiert die stark oxidierende Substanz Hypochlorsäure HOCl (Harrison und Schultz 1976). Die meisten Oxidationsprodukte der HOCl sind instabil und unspezifisch. Deshalb brachte erst der Nachweis, daß die Myeloperoxidase Tyrosin in das stabile 3-Chloro-Tyrosin umwandelt, die Möglichkeit, die Enzymaktivität der Myeloperoxidase nachzuweisen (Domigan et al. 1995; Hazen et al. 1996). In atherosklerotischen Läsionen wird 3-Chloro-Tyrosin in 6fach höheren Konzentrationen gefunden als in normalem Aortagewebe. In LDL aus Läsionen fanden sich 30 mal so hohe Konzentrationen wie in zirkulierenden LDL (Hazen et al. 1997). Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß die Myeloperoxidase eine wichtige Rolle bei der LDL-Oxidation spielt.

Reaktive Stickstoffverbindungen

Stickstoffmonoxid (NO) spielt eine zentrale Rolle in der Regulierung des Gefäßtonus. Außerdem verringert es die Bildung von fatty streaks, wahrscheinlich durch Verhinderung der Plättchenaggregation, Förderung der Gefäßrelaxation und Schutz der LDL vor Oxidation (Moncada et al. 1991; Jessup et al. 1992; Aji et al. 1997). Neben den gefäßprotektiven Eigenschaften wurde durch neuere Studien der Verdacht erhoben, daß dem NO auch ein atherosklerosefördernder Faktor zukommt. NO reagiert in vitro mit Superoxid zu Peroxynitrit (Beckman et al. 1990), einer reaktiven Stickstoffverbindung, die die LDL-Oxidation fördert (Graham et al. 1993). Peroxynitrit reagiert in vitro mit Tyrosin zu 3-Nitrotyrosin (Beckman et al. 1994). Leeuwenburgh et al. (1997) fanden eine 90fache Erhöhung von 3-Nitrotyrosin in LDL aus atherosklerotischen Plaques im Vergleich zu zirkulierenden LDL.

2.5.3 Pathophysiologie

Die im Blut zirkulierenden LDL akkumulieren im subendothelialen Raum der Arterien und werden dort oxidativ modifiziert. Die sogenannten minimal modifizierten LDL induzieren die Produktion von Chemotaktinen und Wachstumsfaktoren durch ortsständige Zellen, wie z. B. P-Selektin (Lehr et al. 1991;Vora et al. 1994), Monocyte-chemoattractant-protein 1 (MCP-1) (Cushing et al. 1990), Monocyte-colony-stimulating-factor (M-CSF) (Rajavashisth et al. 1990) und GRO (Schwartz et al. 1994). Dadurch werden Monozyten angelockt, stimuliert und in Makrophagen umgewandelt (Parhami et al. 1993). Durch die Umwandlung von Monozyten zu Makrophagen mit hoher oxidativer Kapazität, wird die weitere Oxidation der LDL gefördert (Henriksen et al. 1981). Außerdem produzieren die Makrophagen chemotaktisch wirksamen platelet-derived growth factor (PDGF) und Wachstumsfaktoren, die auf glatte Muskelzellen wirken (Ross 1993).

Das Apoprotein B-100 der vollständig oxidierten LDL (ox. LDL) ist so stark verändert, daß die LDL nicht mehr vom LDL-Rezeptor, sondern vom scavenger receptor auf den Makrophagen erkannt und aufgenommen werden. Der scavenger receptor unterliegt keinem negativen Feedbackmechanismus (Sparrow et al. 1989; Brown und Goldstein 1990). So kommt es zur massiven Aufnahme von ox. LDL in die Makrophagen und zu deren Umwandlung in Schaumzellen.

Zusätzlich zur Förderung der Schaumzellbildung haben oxidierte LDL bzw. Produkte der Lipidoxidation folgende Effekte:

è     Die Sekretion von Interleukin-1, ein Wachstumsfaktor für glatte Muskelzellen, wird von ox. LDL stimuliert (Ku et al. 1992),

è     ox. LDL verstärken die adhäsiven Eigenschaften der Endothelzellen (Frostegard et al. 1991),

è     vollständig oxidierte Lipide aktivieren einen NFkB-ähnlichen Transkriptionsfaktor und induzieren die Expression von Genen, die NFkB-Bindungsstellen enthalten (Liao et al. 1993). Die Proteinprodukte dieser Gene initiieren die entzündliche Antwort, die zur Bildung von fatty streaks führt (Berliner et al. 1995),

è     Lysophosphatidylcholin, ein Produkt der LDL-Oxidation, ist ein Chemotaxin für Monozyten (Quinn et al. 1988) und T-Lymphozyten (McMurray et al. 1993), induziert die Bildung der Adhäsionsmoleküle VCAM-1 und ICAM-1 (Kume et al. 1992) und verstärkt die Expression von PDGF und heparin-binding epidermal growth factor in Endothelzellen (Kume und Gimbrone 1994) und glatten Muskelzellen (Nakano et al. 1992),

è     vollständig oxidierte LDL wirken in vitro toxisch auf Makrophagen und könnten so an der Ausdehnung des entzündlichen Prozesses beteiligt sein (Reid und Mitchinson 1993).

Minimal modifizierte LDL induzieren in Endothelzellen (Fei et al. 1993) und Monozyten (Brand et al. 1994) die Produktion von Gewebethromboplastin, die normalerweise nur in der Adventitia erfolgt, so daß es bei Arterienverletzungen mit Freilegung der Adventitia zur Aktivierung der Gerinnung kommt. Endothelzellen, die ox. LDL ausgesetzt sind, bilden verstärkt einen Inhibitor des Plasminogenaktivators (Latron et al. 1991). Das strömende Blut wird bei Plaqueruptur hohen Gewebethromboplastinspiegeln ausgesetzt und die Thrombusbildung mit den entsprechenden klinischen Erscheinungen wird initiiert. Die reaktive Vasodilation durch NO und die daraus resultierende mechanische Entfernung des Thrombus wird durch eine ebenfalls ox. LDL-vermittelten lokalen Reduktion des NO verhindert (Yang et al. 1994).

 

3. Material und Methoden

In dieser Arbeit wurde das Plasma von 78 Patienten untersucht, die sich im Zeitraum von April 1997 bis April 1998 in  der  Lipidambulanz des UKE vorstellten und bei denen sich aus der Anamnese der Verdacht einer familiären Hypercholesterinämie (FH) ergab. Diese Patienten wurden einem speziellen Familienuntersuchungsprogramm zugeführt. Bei 20 von diesen Patienten (im folgenden als Indexpatienten bezeichnet) wurde auch das Plasma der Familienangehörigen untersucht (insgesamt 146 Angehörige).

3.1 Patienten

Zu den erhobenen Patientendaten gehören persönliche Daten, Eigen- und Familienanamnese, körperliche Untersuchung und klinische Laborparameter. Zu den persönlichen Daten zählen Alter- und Geschlechtsangaben.

Mit der Eigenanamnese wurde erfaßt, wie lange die vorliegende Fettstoffwechselstörung bekannt ist, wie  hoch in der Vergangenheit die Cholesterinwerte waren und wie die Stoffwechselstörung behandelt worden ist. Des weiteren beinhaltete sie Fragen nach kardio- und cerebrovaskulären Erkrankungen in der Vorgeschichte und nach Rauch- und Trinkgewohnheiten. Beim anamnestischen Vorliegen einer KHK, wurde nach der Schwere der Beschwerden, bereits stattgefundener Myokardinfarkte und invasiv-kardiologischer und kardiochirurgischer Eingriffe gefragt. Zum Abschätzen des persönlichen Risikos des Patienten für das Auftreten atherosklerotischer  Erkrankungen wurde das Vorliegen weiterer Risiko­faktoren wie arterielle Hypertonie, Diabetes mellitus und Übergewicht durch Anamnese, klinische und laborchemische Untersuchungen ermittelt.

Im Rahmen der Familienanamnese wurde nach dem Auftreten von Fettstoffwechselstörungen, kardio- und cerebrovaskulären Ereignissen und peripherer AVK bei Eltern, Großeltern, Geschwistern und gegebenenfalls Kindern der Patienten gefragt, um die familiäre Belastung abzuschätzen.

Zum Ausschluß einer sekundären Genese der Hyperlipoproteinämie durch Leber-, Nieren- oder Schilddrüsenerkrankungen wurde neben den Lipidparametern auch Transaminasen, Elektrolyte, Retentionswerte und Schilddrüsenfunktionswerte bestimmt und eine Medikamentenanamnese erhoben. Diese bezog sich insbesondere auf Medikamente, die den Fettstoffwechsel beeinflussen, wie hormonelle Antikonzeptiva, Glukokortikoide, ß-Blocker, Diuretika, Schild­drüsenhormone und andere endokrinologisch wirksame Medikamente. Als weitere klinische Laborparameter wurden Gerinnungsparameter und die Kreatinphosphokinase zur Überprüfung von Therapienebenwirkungen der Lipidsenker bestimmt.

3.2 Familienangehörige

Die Angehörigen füllten einen Fragebogen aus, der Fragen nach Alter, Größe, Gewicht, KHK, stattgefundenen Myokardinfarkten, Bypass-Operationen, Ballondilatationen, Schlaganfällen, Diabetes, arterieller Hypertonie, Rauchen und Medikamenteneinnahme enthält. Aus diesem Fragebogen läßt sich auch für die Angehörigen ein Risikoprofil für atherosklerotische Erkrankungen erstellen. Als Laborparameter wurden die Lipoproteine bestimmt.

3.3 Familienuntersuchungsprogramm

Die Familienuntersuchungen wurden im Rahmen eines internationalen Programmes mit dem Namen MEDPED durchgeführt. MEDPED steht für „Make Early Diagnosis and Prevent Early Death by making Medical Pedigrees“. Dies ist ein Projekt, das 1993 von dem amerikanischen Kardiologen Roger Williams initiiert wurde und seitdem auf der ganzen Welt Verbreitung gefunden hat. Ziel dieses Programms ist es, bei entsprechendem Verdacht anhand von Stammbäumen die Diagnose der familiäre Hypercholesterinämie zu stellen und so durch präventive Maßnahmen das damit verbundene Risiko eines frühen Herztodes zu verhindern (Williams 1987).

Als Einschlußkriterien für Indexpatienten gelten folgende Gesamtcholesterinwerte:

è     Ca. 290 mg/dl für Patienten unter 30 Jahren,

è     ca. 340 mg/dl oder höher für Patienten zwischen 30 und 40 Jahren,

è     über 360 mg/dl für Patienten über 40 Jahre.

Liegen zusätzlich familiäre Belastung und normale Triglyceridwerte vor, steigt die Wahrscheinlichkeit, daß es sich um eine familiäre Hypercholesterinämie handelt.

Die Indexpatienten der Lipidambulanz des UKE wurden allerdings nach weniger harten Kriterien ausgewählt, um einen größeren Personenkreis von diesem Programm profitieren zu lassen.

Nach der Untersuchung der eingegangenen Blutproben der Angehörigen wurden mit Hilfe eines speziell entwickelten Computerprogramms Stammbäume erstellt. Bei entsprechender Konstellation konnte klinisch die Diagnose der FH gestellt werden.

Die beiden Abbildungen auf den folgenden Seiten zeigen Stammbäume von zwei Familien aus diesem Untersuchungsprogramm, bei denen anhand des Stammbaums die klinische Diagnose FH gestellt werden konnte.


Abbildung 5: Stammbaum I: Familie mit FH; Legende siehe Abbildung 7

 

 

Abbildung 6: Stammbaum II: Familie mit FH; Legende siehe Abbildung 7

 

männlich

 

weiblich

 

verstorben

 

normale Fettwerte, LDL-Cholesterin und Triglyceride <75.Perzentile

 

LDL-Cholesterin ³75. und <90.Perzentile

 

Triglyceride ³75. und <90.Perzentile

 

LDL-Cholesterin und Triglyceride ³75. und <90.Perzentile

 

LDL-Cholesterin ³ 90.Perzentile

 

Triglyceride ³90.Perzentile

 

LDL-Cholesterin. und Triglyceride ³90.Perzentile

 

I:1           =     Stammbaum-Nummer

+64 J      =     verstorben im Alter von 64 Jahren

64 J        =     Alter in Jahren am Tag des Druckdatums

INF 60    =     Infarkt im Alter von 60 Jahren

BYP 60  =     Bypass im Alter von 60 Jahren

PTA 60   =     PTCA im Alter von 60 Jahren

INS 60    =     Schlaganfall im Alter von 60 Jahren

KHK 60  =     Koronare Herzkrankheit angiographisch diagnostiziert

                     im Alter von 60 Jahren

HT         =     Hypertonie

DM        =     Diabetes mellitus

C            =     Cholesterin  [mg/dl]

T            =     Triglyceride  [mg/dl]

L            =     LDL-Cholesterin  [mg/dl]

H            =     HDL-Cholesterin  [mg/dl]

Ther!      =     Einnahme von Lipidsenker

 

Abbildung 7: Legende für Stammbäume

3.4 Material und Methoden

Das Plasma wurde aus dem EDTA-Blut der Patienten und Angehörigen durch Abzentrifugieren der korpuskulären Blutbestandteile mit einer IEC Centra 8R-Zentrifuge der Firma International Equipment Company (Needham, Massachusetts, USA) bei 4°C und 3000 UpM gewonnen und bei –20°C aufbewahrt. Es wurden folgende Parameter bestimmt:

Gesamtcholesterin, LDL-, HDL- und VLDL-Cholesterin, Triglyceride, Lipoprotein(a), Apoprotein E und Autoantikörper gegen Homocystein und oxidiertes LDL-Cholesterin.

3.4.1 Gesamtcholesterin

Die Konzentration des Gesamtcholesterins wurde nach der Methode von Roeschlau et al. (1974) mit einem enzymatischen Farbtest der Firma Boehringer (Mannheim) ermittelt.

Bei dieser Methode wird das nach Cholesterinesterspaltung mittels  Cholesterinesterase entstandene Cholesterin durch Cholesterinoxidase zu Cholestenon umgewandelt. Mit einer Peroxidase und dem entstandenen Wasserstoffperoxid wird 4-Aminophenazon mit Phenol zu 4-p-Benzochinonmonoimino-phenazon umgewandelt. Dieses wird photometrisch bei einer Wellenlänge von 546 nm gegen einen Leerwert gemessen.

Das Referenzserum Präzilip wird als Standard eingesetzt.

10ml Plasma wurden mittels des Diluters 5213 der Firma Eppendorf (Hamburg) mit 1ml Reagenzlösung zugesetzt und dadurch die Reaktion in Gang gesetzt. Nach 30 Minuten wurde mit dem Photometer 1101 M der Firma Eppendorf die Absorption gemessen und mit Hilfe des dazugehörigen Rechners CKE 6455 die Cholesterinkonzentration errechnet.

3.4.2 HDL-Cholesterin

Die Bestimmung des HDL-Cholesterins wurde mit einem Testkit der Firma Boehringer (Mannheim) durchgeführt.

Nachdem Apoprotein-B-haltige Lipoproteine (LDL, Lp(a), VLDL) mittels Phosphorwolframsäure und Magnesiumionen ausgefällt und abzentrifugiert wurden, konnte im Überstand mit oben beschriebener Methode die Cholesterinkonzentration bestimmt werden, die der HDL-Konzentration entspricht (Hatch und Lees 1968).

3.4.3 Triglyceride

Die Konzentration der Triglyceride wurde nach der Methode von Wahlefield (1974) mit einem enzymatischen Farbtest der Firma Boehringer (Mannheim) bestimmt.

Die Triglyceride werden von einer Esterase zu Glycerin und Fettsäuren gespalten. Das entstandene Glycerin wird durch Glycerinphosphatase, Glycerinphosphatoxidase und einer Peroxidase weiter umgesetzt. Dabei entsteht unter anderem Wasserperoxid, das analog der Cholesterinbestimmung der Berechnung der Triglyceridkonzentration dient.

3.4.4 LDL-Cholesterin

Die Konzentration des LDL-Cholesterins wurde nach der Friedewald-Formel berechnet (Friedewald et al. 1972):

 

LDL-Cholesterin = Gesamtcholesterin – Triglyceride/ 5 – HDL-Cholesterin .

3.4.5 VLDL-Cholesterin

Die Konzentration des VLDL-Cholesterins  wurde durch die Division der Triglyceridkonzentration durch fünf errechnet (Hatch und Lees 1968).

3.4.6 Lipoprotein (a)

Die quantitative Bestimmung des Lipoproteins (a) wurde mittels kinetischer Nephelometrie durchgeführt. Dafür wurde ein Nephelometer und ein spezieller  Testkit der Firma Beckmann verwendet. Eine Referenzzubereitung liegt für das Lp (a) nicht vor. Es wird daher empfohlen, für jedes Labor eigene Referenzwerte zu bestimmen.

3.4.7 ApoE-Genotypisierung

Nach der Beschreibung von Hixson und Vernier (1990) wurde die Typisierung des Apolipoproteins E vorgenommen.

Die drei häufigsten Varianten E2, E3 und E4 unterscheiden sich in der Aminosäuresequenz in Codon 112 und 158 der Rezeptorbindungsregion des Apoproteins E.

Zur Amplifikation der Leukozyten-DNA mittels Polymerase-Kettenreaktion wurde DNA Thermal Cycler der Firma Perkin Elmer Cetus (USA), Oligonukleotid-Primer F4 (5‘-ACAGAATTCGCCCCCGCCTGGTACAC-3‘) und F6 (5‘-TAAGCTTGGCACGGCTGTCC­AAGGA-3‘) verwendet. Jede Amplifikationsreaktion enthielt 1mg Leukozyten-DNA , jeweils 1pmol/ml der beiden Primer, 10% Dimethylsulfoxid und 0,025 U/ml Taq-Polymerase und wurde  zur Denaturierung für jeweils 5 Minuten auf 95°C erhitzt. Danach folgten 30 Amplifikationszyklen von jeweils 4 Minuten.

Nach dem Amplikationsvorgang wurden 5 Einheiten Restriktionsenzym  hinzugefügt und für 3 Stunden bei 37 °C inkubiert. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 8%-iges nicht denaturierendes Polyacrylamidgel aufgebracht (Dicke 1,5 mm, Länge 25 cm) und durch konstanten Strom von 45 mA für 3 Stunden erfolgte die elektrophoretische Auftrennung der Isoformen. Zum Schluß wurde das Gel für 10 Minuten mit Ethidiumbromid behandelt (0,2 mg/l).

Mit UV-Licht wurden die DNA-Fragmente sichtbar gemacht.

3.4.8 Autoantikörper gegen Homocystein

Die Bestimmung der Antikörper gegen Homocystein erfolgte mit einem Enzymimmunoassay der Firma Axis Biochemicals ASA (Norwegen).

Da das Plasmahomocystein zum überwiegenden Teil an Proteine gebunden ist, wurde vor dem eigentlichen Immunoassay das proteingebundene Homocystein, ebenso wie gemischte Disulfide und Homocystin, durch Dithiothreitol zu freiem Homocystein reduziert. Durch die Zugabe von S-Adenosyl-Homocystein-Hydrolase und einem Überschuß von Adenosin wurde das in der Probe vorhandene Homocystein zu S-Adenosyl-L-Homocystein (SAH) umgesetzt.

Das SAH aus der Probe konkurrierte mit dem an der Mikrotiterplatte gebundenen SAH um die Bindung an den zugegebenen monoklonalen Maus-anti-SAH-Antikörper. Nach der Entfernung des überschüssigen Antikörpers wurde ein Kaninchen-anti-Maus-Antikörper zugegeben, der mit einer Meerettich-Peroxidase markiert ist. Nach Substratzugabe wurde die Peroxidaseaktivität spektro-photometrisch mit einem Photometer MRX der Firma Dynatech Laboratories bestimmt, wobei die Homocysteinkonzentration der Probe umgekehrt proportional zur gemessenen Absorption ist.

Die Meßergebnisse dieser Methode zeigen eine gute Korrelation mit Meßergebnissen der HPLC (Frantzen et al. 1998).

3.4.9 Autoantikörper gegen oxidiertes LDL-Cholesterin

Die Bestimmung der Konzentration der Autoantikörper gegen oxidiertes LDL-Cholesterin (oLAb) erfolgte mit einem Enzymimmunoassay der Firma Biomedica Gesellschaft mbH (Wien).

Die in der vorverdünnten Probe vorhandenen oLAb banden an das Cu2+–oxidierte LDL in der Mikrotiterplatte. In einem weiteren Schritt wurde ein mit Peroxidase konjugierter Anti-Mensch-Antikörper zugegeben. Nach Zugabe von Tetramethylbenzidin als Substrat wurde in einem Photometer MRX der Firma Dynatech Laboratories die Absorption gemessen, die direkt proportional zur Konzentration von oLAb in der Probe ist.

4. Ergebnisse

In Rahmen dieser Arbeit werden die Daten von 78 Indexpatienten ausgewertet. Von 20 dieser 78 Indexpatienten werden zusätzlich die Daten von insgesamt 146 Familienangehörigen analysiert.

4.1 Beschreibung der Indexpatienten und Angehörigen

Es werden im folgenden die Gruppe der Indexpatienten (Index) und der Angehörigen (Angeh.) beschrieben. Es wird jeweils zwischen der Altersgruppe >16  und <=16 Jahre unterschieden.

 


Index>16J.

Angeh.>16J.

Index<=16J.

Angeh.<=16J.

 

(n=76)

(n=110)

(n=2)

(n=36)

Männer/ Frauen

38 / 38

48 / 62

1 / 1

26 / 10

Durchschnittsalter

44 J.

45 J.

15 J.

10 J.

FH

20

12

0

10

KHK

21 (28%)

10 (9%)

0

0

Diabetes

4

5

0

0

Hypertonie

19

23

0

0

Raucher

27

37

0

1

CVI

4

2

0

0

LDL>150

51

46

0

12

LDL<=150+ Lipidsenker

14

3

0

0

HDL<40

16

20

1

5

Lp(a)>25

26

23

1

12

Lipidsenker

26

14

0

3

Fibrinogen >300

27

/

0

/

fam. Belastung mit KHK

38

45

1

32

BMI>25/>30kg/m2

32 / 7

32 / 14

0

2 / 0

abnormes Apo E

35

55

0

17

Tabelle 1: Vergleich der Indexpatienten und der Angehörigen; Konzentrationsangaben in mg/dl

Bei den 76 Indexpatienten >16 Jahren war das Geschlechterverhältnis ausgeglichen. Das Durchschnittsalter lag bei 44 Jahren. Bei 20 von diesen 76 Indexpatienten konnte klinisch eine FH diagnostiziert werden. 21 Patienten hatten eine bekannte KHK, 4 Patienten einen Diabetes mellitus, 19 Patienten einen arteriellen Hypertonus, 4 Patienten eine cerebrovaskuläre Insuffizienz (CVI) und 27 Patienten rauchten. Ferner fanden sich bei 38 Patienten eine positive Familienanamnese für KHK, bei 35 Patienten eine abnorme Apoprotein E-Isoform, d.h. nicht die Isoform 3/3, und bei 27 Patienten Fibrinogenwerte über 300 mg/dl. Übergewichtig, d.h. Body Mass Index (BMI) >25kg/m2, waren in dieser Gruppe 32 Personen; von diesen 32 wiederum wiesen 7 Personen einen BMI über 30 kg/m2 auf. Bei 51 Patienten wurden LDL-Werte über 150 mg/dl, bei 16 Patienten HDL-Werte unter 40 mg/dl und bei 26 Patienten Lp(a)-Werte über 25 mg/dl gemessen. 26 Indexpatienten nahmen ein lipidsenkendes Medikament ein. Von den 25 Indexpatienten, die ein LDL-Cholesterin unter 150 mg/dl hatten, nahmen 14 einen Lipidsenker ein.

In der Gruppe der Indexpatienten <=16 Jahre befanden sich ein 14-jähriger Junge und ein 16-jähriges Mädchen, die beide weder eine FH, noch internistische Vorerkrankungen hatten, noch rauchten. Beide waren normalgewichtig, hatten kein abnormes Apo E, kein LDL-Cholesterin über 150 mg/dl und kein erhöhtes Fibrinogen, und keiner nahm ein lipidsenkendes Medikament ein. Bei dem Mädchen fanden sich als Risikofaktoren ein erniedrigtes HDL-Cholesterin und ein erhöhtes Lp(a), bei dem Jungen eine familiäre Belastung mit KHK.

In der Gruppe der Angehörigen >16 Jahren waren 48 Männer und 62 Frauen mit einem durchschnittlichen Alter von 45 Jahren. Davon hatten 12 Personen eine FH, 10 eine KHK, 5 einen Diabetes mellitus, 23 einen arteriellen Hypertonus und 2 Personen eine CVI. 37 Personen waren Raucher und 55 hatten ein abnormes Apo E. Bei 45 Personen fanden sich in der Familienanamnese Angehörige mit einer KHK. Die Höhe des Fibrinogens wurde bei den Angehörigen nicht bestimmt. Bei 32 Personen lag der BMI über 25 kg/m2 und bei wiederum 14 davon über 30 kg/m2. Ein erhöhtes LDL-Cholesterin fand sich bei 46, erniedrigtes HDL-Cholesterin bei 20 und ein erhöhtes Lp(a) bei 23 Personen. 14 Personen nahmen einen Lipidsenker ein. Von den 64 Personen mit LDL-Cholesterin unter 150 mg/dl nahmen 3 einen Lipidsenker ein.

Von den Angehörigen <=16 Jahre waren 26 männlich und 10 weiblich. Das Durchschnittsalter betrug 10 Jahre. Bei 10 Kinder bzw. Jugendliche konnte klinisch eine FH diagnostiziert werden. Es fanden sich keine Vorerkrankungen wie KHK, Diabetes mellitus, Hypertonie oder CVI. Ein Jugendlicher rauchte, 32 hatten eine positive Familienanamnese für KHK, 17 ein abnormes Apo E, 2 hatten einen BMI über 25 kg/m2 und 3 nahmen ein lipidsenkendes Medikament ein. Das HDL-Cholesterin war bei 5 Kindern erniedrigt und das Lp(a) bei 12 erhöht. Das LDL-Cholesterin lag bei 12 Kindern und Jugendlichen über 150 mg/dl. Der von der American Heart Association festgelegte obere Grenzwert für LDL-Cholesterin in dieser Altersgruppe liegt bei 110 mg/dl. 21 Kinder oder Jugendliche lagen oberhalb dieses Wertes.

4.1.1 Vergleich der Personen mit und ohne FH

Es werden die Personen >16 Jahren mit und ohne familiäre Hypercholesterinämie verglichen.

 

 

FH

keine FH

p

 

n=32

n=154

 

Männer/Frauen

17 / 15

69 / 85

 

Alter

39 +/- 15

46 +/- 16

<0,05

Cholesterin

358 +/- 94

240 +/- 74

<0,000001

LDL

281 +/- 90

151 +/- 52

<0,000001

HDL

49 +/- 14

52 +/- 14

n.s.

TG

136 +/- 86

173 +/- 248

n.s.

KHK

(n=5) 16%

(n=26) 17%

n.s.

Alter der KHK-Erstmanifestation

38 +/- 9

51 +/- 9

<0,01

Tabelle 2: Vergleich der Personen >16J. mit und ohne FH; Mittelwerte; TG = Triglyceride; Konzentrationsangaben in mg/dl; n.s.=nicht signifikant

Das Durchschnittsalter bei den FH-Patienten war niedriger als bei den Gesunden. Die FH-Erkrankten hatten höhere Gesamt- und LDL-Cholesterinwerte als die Personen ohne FH. Von den 5 FH-Patienten mit KHK waren 3 männlich; von 26 Personen ohne FH, die an einer KHK litten, waren 17 männlichen Geschlechts. Die KHK manifestiert sich bei FH-Patienten im Mittel früher als bei den Nicht-FH-Kranken. Bei den Triglyceriden, dem HDL-Cholesterin und dem Anteil der KHK-Erkrankten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.

Die FH-erkrankten Kinder und Jugendliche werden mit denjenigen ohne FH verglichen.

 

 

FH

keine FH

p

 

n=10

n=28

 

Jungen/Mädchen

6 / 4

21 / 7

 

Alter

12 +/- 4

 10 +/- 4

n.s.

Cholesterin

262 +/- 60

188 +/- 37

<0,0001

LDL

201 +/- 57

116 +/- 31

<0,00001

HDL

47 +/- 12

53 +/- 15

n.s.

TG

72 +/- 31

95 +/- 58

n.s.

KHK

0

0

 

Tabelle 3: Vergleich der Personen <=16J. mit und ohne FH; Mittelwerte; Konzentrationsangaben in mg/dl; n.s.=nicht signifikant

Die FH-erkrankten Kinder und Jugendliche hatten höhere Gesamt- und LDL-Cholesterinwerte als diejenigen ohne FH. Bei den Triglyceriden und dem HDL-Cholesterin ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. In keiner von beiden Gruppen gab es KHK-Erkrankungen.

4.1.2 Vergleich der Indexpatienten mit und ohne KHK

Es werden die Indexpatienten >16 Jahren mit und ohne KHK miteinander verglichen.

 

 

Index mit KHK

Index ohne KHK

p

 

n=21

n=55

 

Männer/Frauen

15 / 6

23 / 32

 

Alter

52 +/-11

40 +/-13

<0,001

Cholesterin

272 +/- 100

318 +/- 107

n.s.

LDL

193 +/- 102

224 +/- 90

n.s.

HDL

48 +/- 13

52 +/- 15

n.s.

TG

269 +/- 363

208 +/- 330

n.s.

Lp(a)-Median

29

11

n.s.

Fibrinogen

316 +/- 62

289 +/- 59

n.s.

BMI

27,9 +/- 4,2

24,5 +/- 3,3

<0,001

Nikotin (Zigaretten)

13 +/- 18

7 +/- 13

n.s.

Hypertoniker

(n=6) 29%

(n=13) 24%

n.s.

Diabetiker

(n=3) 14%

(n=1) 2%

<0,05

Raucher

(n=9) 43%

(n=18) 33%

n.s.

Tabelle 4: Vergleich der Indexpatienten >16J. mit und ohne KHK; Mittelwerte; Konzentrationsangaben in mg/dl; n.s.=nicht signifikant

Von den Indexpatienten >16 Jahren hatten 21 Patienten eine KHK, 55 waren koronargesund. In der Gruppe mit KHK war der Anteil der Männer mehr als doppelt so hoch wie der Anteil der Frauen. In der Gruppe ohne KHK überwog der Anteil der Frauen. Das Durchschnittsalter in der KHK-Gruppe war statistisch signifikant höher als bei den Koronargesunden. Die KHK manifestierte sich bei den Männern im Durchschnitt mit 48 Jahren, bei den Frauen mit 43 Jahren. Bei den Lipidparametern fanden sich keine signifikanten Unterschiede. Das Fibrinogen lag in der KHK-Gruppe im Mittel über 300 mg/dl und höher als bei den Indexpatienten ohne KHK. Ebenso war die Anzahl der konsumierten Zigaretten bei den Indexpatienten mit KHK größer. Diese Unterschiede besaßen allerdings keine statistische Signifikanz. Es fiel ein höherer BMI bei den KHK-Patienten auf. Der Anteil der Hypertoniker, Diabetiker und Raucher bei den KHK-Patienten war größer als bei den Koronargesunden, wobei der Unterschied allerdings nur bei den Diabetikern signifikant war.

Von den Indexpatienten mit KHK lagen nur 9 Patienten unter der im Report of the National Cholesterol Education Program empfohlenen Grenze von 130 mg/dl für LDL-Cholesterin im Rahmen der Sekundärprävention.

4.1.3 Vergleich der Angehörigen mit und ohne KHK

Es werden die Angehörigen >16 Jahren mit und ohne KHK miteinander verglichen.

 

 

Angeh. mit KHK

Angeh. ohne KHK

p

 

n=10

n=100

 

Männer/Frauen

5 / 5

43 / 57

 

Alter

66 +/- 11

43 +/- 17

<0,0001

Cholesterin

237 +/- 55

228 +/- 59

n.s.

LDL

162 +/- 47

149 +/- 56

n.s.

HDL

47 +/- 11

53 +/- 13

n.s.

TG

144 +/- 80

126 +/- 80

n.s.

Lp(a)-Median

10

6

n.s.

BMI

25,5 +/- 3,6

25,1 +/- 4,0

n.s.

Nikotin (Zigaretten)

7 +/- 13

6 +/- 11

n.s.

 Hypertoniker

(n=4) 40%

(n=19) 19%

n.s.

Diabetiker

(n=1) 10%

(n=4) 4%

n.s.

Raucher

(n=3) 30%

(n=37) 37%

n.s.

Tabelle 5: Vergleich der Angehörigen >16J. mit und ohne KHK; Mittelwerte; n.s.=nicht signifikant

Von 110 Angehörigen >16 Jahren hatten 10 Personen eine KHK. In der Gruppe mit KHK war der Anteil der Männer genauso so hoch wie der Anteil der Frauen. In der Gruppe ohne KHK überwog der Anteil der Frauen. Das Durchschnittsalter in der KHK-Gruppe war statistisch signifikant höher als bei den Koronargesunden. Die KHK manifestierte sich bei den Männern im Durchschnitt mit 51 Jahren, bei den Frauen mit 57 Jahren. Bei den Lipidwerten, dem BMI und dem Zigarettenkonsum fanden sich keine signifikanten Unterschiede. Der Anteil der Hypertoniker und Diabetiker bei den KHK-Patienten war größer als bei den Koronargesunden. Der Anteil der Raucher war bei den Koronargesunden höher. Diese Unterschiede waren jedoch nicht signifikant.

Von 10 KHK-Patienten hatten nur 3 Personen LDL-Werte unter 130 mg/dl.


4.1.4 Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden

Es werden die KHK-Patienten und Koronargesunden in der Gruppe >16 Jahre miteinander verglichen.

 

 

mit KHK

ohne KHK

p

 

n=31

n=155

 

Männer/Frauen

20 / 11

66 / 89

 

Alter

57 +/- 13

42 +/- 15

<0,00001

Cholesterin

261 +/- 88

256 +/- 90

n.s.

LDL

182 +/- 86

175 +/- 77

n.s.

HDL

48 +/- 13

53 +/- 14

n.s.

TG

229 +/- 305

154 +/- 208

n.s.

Lp(a)-Median

13

8

n.s.

BMI

27,1 +/- 4,1

24,9 +/- 3,7

<0,01

Nikotin (Zigaretten)

11 +/- 17

7 +/- 11

n.s.

 Hypertoniker

(n=10) 32%

(n=32) 21%

n.s.

Diabetiker

(n=4) 13%

(n=5) 3%

<0,05

Raucher

(n=12) 39%

(n=55) 36%

n.s.

Tabelle 6: Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden >16J. im Gesamtkollektiv; Mittelwerte; n.s.=nicht signifikant

Von allen Personen >16 Jahren hatten 31 Personen eine KHK, 155 waren koronargesund. Der Anteil der Männer war bei den KHK-Patienten höher als der Anteil der Frauen. Bei den Koronargesunden war das Verhältnis umgekehrt. Das Durchschnittsalter in der KHK-Gruppe war statistisch signifikant höher als bei den Koronargesunden. Das Durchschnittsalter, in dem sich eine KHK erstmals manifestierte, lag für die Männern bei 49 Jahren, für die Frauen bei 50 Jahren. Die Personen mit KHK hatten in Durchschnitt höhere Werte für die Triglyceride, das Lp(a), den BMI und die Anzahl der gerauchten Zigaretten, als die Personen ohne KHK, wobei nur der Unterschied des BMI signifikant war. Bei den Cholesterin-Werten ergaben sich ebenso keine signifikanten Unterschiede. Der Anteil der Diabetiker bei den KHK-Kranken war höher als bei der Gesunden. Bei den Hypertoniker ergab sich kein signifikanter Unterschied. Der Anteil der Raucher war in beiden Gruppen ungefähr gleich hoch.

Weiterhin fiel auf, daß der Anteil der Übergewichtigen und Adipösen bei den Hypertonikern mit 31 von 42 Personen (74%) signifikant höher war (p<0,0001), als bei den Personen, die angaben keinen erhöhten Blutdruck zu haben (57 von 182 Personen; 31%).

4.1.5 Korrelationen

Für Lipid- und Fibrinogenwerte und Nikotinkonsum ergaben sich keine Korrelationen mit dem Erstmanifestationsalters der KHK oder anderen Parametern.

Es ergab sich eine negative Korrelation des Erstmanifestationsalters der KHK mit dem Lp(a) bzw. dem BMI: Je höher das Lp(a) bzw. der BMI ist, desto früher manifestiert sich eine koronare Herzerkrankung.

 

Abbildung 8: Korrelation des Erstmanifestationsalters der KHK mit dem Lp(a)

Abbildung 9: Korrelation des Erstmanifestationsalters der KHK mit dem BMI

4.2 Homocystein

Die Werte für Homocystein (Hc) wurden nach Ausschluß der Ausreißer berechnet. Als Ausreißer wurden Werte bezeichnet, die größer bzw. kleiner als der Mittelwert zuzüglich bzw. abzüglich der doppelte Standardabweichung waren.

Nach Ausschluß der Ausreißer ergab der Mittelwert 16,1 mmol/l (+/- 7,8) und der Median 13,6 mmol/l für n=207. Die folgenden Angaben für Homocystein sind Mittelwerte.

4.2.1 Vergleich der Indexpatienten und Angehörigen

Die Homocysteinwerte der Indexpatienten werden mit denen der Angehörigen verglichen.

 

Abbildung 10: Homocystein in mmol/l bei Indexpatienten und Angehörigen >16 J.; p<0,00001

Die Homocysteinwerte der Angehörigen waren um 5,7 mmol/l höher als die der Indexpatienten (p<0,00001). Bei den Indexpatienten <=16 Jahre (n=2; Hc=14,0 +/-4,3 mmol/l) und den Angehörigen <=16 Jahre (n=36; Hc=15,3 +/- 7,1 mmol/l) war der Unterschied nicht signifikant.

4.2.2 Vergleich der Personen mit und ohne FH

Es werden die FH-Patienten und Gesunden verglichen. Während sich bei den Erwachsenen kein signifikanter Unterschied ergab, fand sich bei den Kindern und Jugendlichen mit FH ein höheres Plasmahomocystein als bei denjenigen ohne FH.

 

 

n

Homocystein

p

FH

10

19,5 +/- 7,9

<0,05

keine FH

28

13,7 +/- 6,1

 

Abbildung 11: Vergleich von Kindern und Jugendlichen mit und ohne FH; Hc=[mmol/l]

4.2.3 Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden

Es werden die Homocysteinwerte der KHK-Patienten mit denen der erwachsenen Koronargesunden verglichen. Von 30 KHK-Patienten waren 20 männlich und 10 weiblich. Bei den Koronargesunden war das Geschlechterverhältnis umgekehrt: Von insgesamt 139 Personen waren 58 männlich und 81 weiblich. Weiterhin werden die Homocysteinwerte der erwachsenen FH-Patienten mit und ohne KHK gegenübergestellt. Von 5 KHK-Patienten mit FH waren 3 männlich und 2 weiblich. Unter den 23 Koronargesunden mit FH befanden sich 11 Männer und 12 Frauen.

 

 

n

Homocystein

p

mit KHK

30

17,3 +/- 9

n.s.

ohne KHK

139

16,1 +/- 7,8

 

FH mit KHK

5

20,5 +/- 11,1

<0,05

FH ohne KHK

23

12,6 +/- 6,2

 

Tabelle 7: Vergleich der KHK-Patienten und Koronargesunden >16 J.; Hc=[mmol/l]

Die Werte der KHK-Patienten lagen im Mittel zwar um 1,2 mmol/l höher als die der Koronargesunden, dieser Unterschied ist jedoch nicht statistisch signifikant. Bei den FH-Patienten ergab sich ein signifikanter Unterschied: Der mittlere Homocysteinspiegel lag bei den KHK-Erkrankten mit FH um 7,9 mmol/l höher als bei den FH-Patienten ohne KHK.

4.2.4 Vergleich der Personen mit und ohne CVI

Die Gegenüberstellung der Homocysteinwerte bei erwachsenen Personen mit CVI (n=5; Hc=15,8 +/- 12,2) und ohne CVI (n=164; Hc=16,3 +/- 8) erbrachte keinen statistisch signifikanten Unterschied.

4.2.5 Einteilung in Gruppen nach Kang et al. (1992)

Basierend auf einer Einteilung nach Kang et al. (1992) werden die Homocysteinwerte in normale, mäßige, mittlere und schwere Hyperhomocysteinämie eingeteilt und der Anteil der KHK-Patienten in der jeweiligen Gruppe bestimmt.

 

Gruppeneinteilung

Homocystein

n

%

 mit KHK

%

normal

<=15

112

51

16

14

mäßige Erhöhung

>15;<=30

77

35

10

13

mittlere Erhöhung

>30;<=100

31

14

5

16

starke Erhöhung

>100

0

0

0

0

Tabelle 8: Gruppeneinteilung nach Kang et al. (1992) und der Anteil der KHK-Patienten in den einzelnen Gruppen; Hc=[mmol/l]

Bei 51% der untersuchten Personen lag das Gesamthomocystein im Normbereich. Bei 35% fand sich eine mäßige und bei 14% eine mittlere Erhöhung. Die prozentualen Anteile der KHK-Patienten in den einzelnen Gruppen unterschieden sich nicht.

4.2.6 Vergleich verschiedener Altersgruppen

In der folgenden Abbildung werden die mittleren Homocysteinwerte in verschiedenen Altersgruppen dargestellt. Es zeigt sich keine Assoziation der Höhe des Homocysteins mit dem Lebensalter.

 

Abbildung 12: Homocystein in verschiedenen Altersgruppen; Hc=[mmol/l]

4.2.7 Vergleich der Männer und Frauen

Es wird untersucht, ob in verschiedenen Gruppen des Patientenkollektivs geschlechtsspezifische Unterschiede der Homocysteinwerte bestehen.

 

 

n

 

Homocystein

 

p

m

f

m

f

 

insgesamt

105

102

16,3 +/- 8,4

15,9 +/- 7,2

n.s.

Indexpatienten

37

40

12,9 +/- 7,3

13,1 +/- 6,5

n.s.

Angehörige >16J.

42

51

20,4 +/- 8,6

18,0 +/- 7,1

n.s.

Angehörige <=16J.

26

11

14,6 +/- 7,0

16,6 +/- 7,4

n.s.

mit KHK >16J.

20

10

17,7 +/- 10,5

16,5 +/- 5,3

n.s.

ohne KHK >16J.

58

81

16,7 +/- 7,9

15,7 +/- 7,4

n.s.

mit CVI >16J.

2

3

27,9 +/- 9,7

7,7 +/- 2,0

<0,05

ohne CVI >16J.

76

88

16,7 +/- 8,7

16,0 +/- 7,2

n.s.

Tabelle 9: Vergleich von Männern (m) und Frauen (f) in verschiedenen Gruppen; Hc=[mmol/l]; n.s.=nicht signifikant

Außer in der Gruppe der Patienten mit cerebrovaskulärer Insuffizienz ergaben sich keine geschlechtsspezifischen Unterschiede: In der Gruppe mit CVI hatten die Männer höhere Homocysteinwerte als die Frauen.

4.2.8 Vergleich der Indexpatienten mit normalem und erhöhtem Fibrinogen

Bei 58 Indexpatienten war die Höhe des Fibrinogens bekannt. Es wird untersucht, ob zwischen den Patienten mit einem Fibrinogenspiegel unter bzw. über 300 mg/dl ein Unterschied des Homocysteinlevel besteht.

 

 

n

Homocystein

p

Index F<=300

32

12,5 +/- 6,3

n.s.

Index F>300

26

13,7 +/- 8,2

 

Index F<=300 mit KHK

6

9,8 +/- 2,4

<0,05

Index F>300 mit KHK

7

21,4 +/- 12,2

 

Tabelle 10: Vergleich der Indexpatienten mit normalem und erhöhtem Fibrinogen; F=Fibrinogen in mg/dl; Hc=[mmol/l]; n.s.=nicht signifikant

Beim Vergleich aller Indexpatienten fand sich kein statistisch signifikanter Unterschied des Gesamthomocysteins für Patienten mit normalen und erhöhten Fibrinogen. Bei den Indexpatienten mit KHK jedoch fiel auf, daß bei erhöhtem Fibrinogenspiegel der Homocysteinspiegel statistisch signifikant höher war als bei den KHK-Patienten mit normalem Fibrinogenspiegel.

4.2.9 Vergleich der Raucher und Nichtraucher

Es soll untersucht werden, ob ein Unterschied in der Höhe des Homocysteinspiegels zwischen erwachsenen Rauchern und Nichtrauchern besteht.

 

 

n

Homocystein

p

Nichtraucher

111

15,3 +/- 7,8

<0,05

Raucher

58

18,2 +/- 8,2

 

Nichtraucher mit KHK

18

14,7 +/- 6,6

n.s.

Raucher mit KHK

12

21,2 +/- 10,9

 

Tabelle 11: Vergleich von Rauchern und Nichtrauchern >16J.; Hc=[mmol/l]

Raucher >16Jahre hatten im Mittel um 2,9 mmol/l höhere Homocysteinwerte als Nichtraucher. In der Gruppe der KHK-Patienten fand sich kein signifikanter Unterschied. Bei den Kindern und Jugendlichen hatten die Nichtraucher (n=37; Hc=14,9 +/- 6,7 mmol/l) ein signifikant niedrigeres Homocystein (p<0,05) als der einzige Raucher in dieser Gruppe (Hc=29,1 mmol/l).

4.2.10 Korrelationen

Für die Angehörigen bzw. das Gesamtkollektiv ergaben sich keine Korrelationen zwischen dem Erstmanifestationsalter der KHK und dem Homocystein. Auch für andere Parameter, z.B. Homocystein und ox.LDL ließen sich keine Korrelationen finden.

Es fand sich eine negative Korrelation des Erstmanifestationsalter der KHK und der Höhe des Homocysteins bei den Indexpatienten >16 Jahren: Je höher das Homocystein ist, desto früher manifestiert sich eine KHK.

Abbildung 13: Korrelation von Erstmanifestationsalters der KHK mit Homocystein

4.2.11 Stammbäume

Anhand der Stammbäume zweier Familien sollen die Homocysteinwerte innerhalb der Familie dargestellt werden.

 

Abbildung 14: Stammbaum III;  = Hc >15 mmol/l; Legende siehe Abbildung 7

Die Eltern des Indexpatienten hatten beide eine KHK und ein mäßig erhöhtes Homocystein. Ansonsten war in dieser Familie niemand weiteres an einer KHK erkrankt. Bei dem Indexpatienten fand sich eine mittlere Erhöhung des Homocysteins, die beiden Schwestern lagen im Normbereich. Bei der Ehefrau, sowie den beiden Schwägern des Indexpatienten wurden erhöhte Homocysteinwerte gefunden. Von drei der vier Kindern des Indexpatienten war die Höhe des Homocysteins bekannt: Nur bei einem Sohn ergab sich eine leichte Erhöhung des Homocysteins. In der Familie der älteren Schwester waren beide Söhne von einem erhöhten Homocystein betroffen, einer davon mit einer mittleren Erhöhung; die Tochter lag im Normbereich. Bei den Kindern der jüngeren Schwester des Indexpatienten fanden sich keine Erhöhungen.

Es fand sich keine Assoziation zwischen dem Homocystein und der Höhe des LDL-Cholesterins, ebenso wenig wie zwischen dem Homocystein und dem Lp(a).

Von 10 Männern hatten 7 ein erhöhtes Homocystein (70%), während von 6 Frauen nur 2 ein erhöhtes Homocystein hatten (33%). Es ergab sich in dieser Familie ein signifikanter Unterschied (p=0,042) zwischen den erwachsenen (d.h. älter als 16 Jahre) Männern und Frauen: Bei den Männern (n=6) war das Homocystein in Mittel 29,7 +/- 11,3 mmol/l, bei den Frauen (n=4) 15,3 +/- 4,2 mmol/l.

Abbildung 15: Stammbaum IV;  = Hc >15 mmol/l; Legende siehe Abbildung 7

Die Indexpatientin hatte ein leicht erhöhtes Homocystein. Bei dem Vater fand sich eine mäßige, bei der Mutter eine mittlere Erhöhung. Die Tante und die Großmutter mütterlicherseits hatten ebenfalls mäßig erhöhte Homocystein­werte. Die Großmutter väterlicherseits hatte erhöhtes Homocystein und litt an einer KHK. In der Familie des Onkels väterlicherseits war niemand betroffen.

Es fand sich in dieser Familie eine positive Korrelation zwischen dem Homocystein und der Höhe des LDL-Cholesterins (r=0,73) und zwischen dem Homocystein und dem Lebensalter (r=0,537). Von 6 Frauen aus dieser Familie hatten 5 ein erhöhtes Homocystein hatten (83%); bei den Männern wurde nur 1 von 5 mit erhöhtem Homocystein gefunden. Es ergab sich in dieser Familie ein kein signifikanter Unterschied zwischen männlichen und weiblichen Personen.

Auch in den anderen Familien ergaben sich keine einheitlichen Zusammenhänge von Homocystein und Alter, Geschlecht, KHK oder Lipidparametern.


4.3 Oxidierte LDL

Die Werte für Autoantikörper gegen oxidierte LDL wurden nach Ausschluß der Ausreißer berechnet. Als Ausreißer wurden Werte bezeichnet, die größer bzw. kleiner als der Mittelwert zuzüglich bzw. abzüglich der doppelte Standardabweichung. Nach Ausschluß der Ausreißer ergab der Mittelwert 582 mU/ml (+/- 510) und der Median 424 mU/ml für n=213.

Um das Verhältnis von oxidiertem LDL zur Menge des gesamten LDL-Cholesterin darzustellen, wird der Quotient ox.LDL/LDL gebildet. Je größer dieser Quotient ist, desto größer ist der Anteil von ox.LDL am gesamten LDL. Die Einheit dieses Quotienten ist U/mg. Der Mittelwert ergab 44 +/- 48 U/mg, der Median 26 U/mg. Die folgenden Angaben für ox.LDL und ox.LDL/LDL sind jeweils Mittelwerte.

4.3.1 Vergleich der Indexpatienten und Angehörigen

Es werden die Indexpatienten mit den Angehörigen verglichen.

 

 

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

 

 

 

 

 

Indexpatienten

75

524 +/- 503

n.s.

30 +/- 35

<0,05

Angehörige

138

613 +/- 512

 

51 +/- 52

 

Index >16J.

73

520 +/- 506

n.s.

29 +/- 35

n.s.

Angeh. >16J.

104

510 +/- 444

 

40 +/- 39

 

Index <=16J.

2

675 +/- 472

n.s.

47 +/- 36

n.s.

Angeh. <=16J.

34

928 +/- 583

 

84 +/- 72

 

Tabelle 12: Vergleich von Indexpatienten und Angehörigen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]; n.s.=nicht signifikant

Bezüglich der Titerhöhe der Antikörper gegen ox.LDL ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Die Ratio ox.LDL/LDL ist bei den Angehörigen höher als bei den Indexpatienten. Erfolgt der Vergleich für Erwachsene und Jugendliche getrennt, sind die Unterschied nicht signifikant. Der signifikante Unterschied der Ratio ox.LDL/LDL im allgemeinen Vergleich läßt sich durch den höheren Anteil von Kindern und Jugendlichen in der Gruppe der Angehörigen erklären, die vergleichsweise hohe Werte aufweisen.

4.3.2 Vergleich der Personen mit und ohne FH

Es werden die FH-Patienten und mit den Personen ohne FH verglichen. Von 5 Patienten mit KHK und FH waren 3 männlich und 2 weiblich. Unter 22 Patienten mit KHK, aber ohne FH befanden sich 15 Männer und 7 Frauen.

 

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

 

 

 

 

 

FH >16J.

32

461 +/- 420

n.s.

19 +/- 23

<0,01

keine FH >16J.

145

526 +/- 480

 

40 +/- 39

 

KHK+FH

5

342 +/- 88

n.s.

15 +/-9

n.s.

KHK+keine FH

22

429 +/- 296

 

29 +/-23

 

FH <=16J.

9

694 +/- 372

n.s.

38 +/- 27

<0,05

keine FH <=16J.

27

987 +/- 617

 

96 +/- 75

 

Tabelle 13: Vergleich der Personen mit und ohne FH; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]; n.s.=nicht signifikant

Die Ratio ox.LDL/LDL war bei den Personen ohne FH größer als bei denjenigen mit FH. Der Vergleich von KHK-Patienten mit und ohne FH lieferte keine Unterschiede.

4.3.3 Vergleich der Patienten KHK bzw. CVI und der Gesunden

Der Vergleich der ox.LDL-Werte der Patienten mit KHK bzw. CVI mit denen der gesunden Erwachsenen ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede. Von 27 KHK-Patienten waren 18 männlich, 9 weiblich. Von 150 koronargesunden Personen waren 63 männlich , 87 weiblich.

 

 

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

 

 

 

 

 

 

mit KHK

27

413 +/- 271

n.s.

26 +/- 22

n.s.

ohne KHK

150

532 +/- 495

 

37 +/- 39

 

mit CVI

6

263 +/- 104

n.s.

16 +/- 6

n.s.

ohne CVI

171

532 +/- 474

 

36 +/- 39

 

Tabelle 14: Vergleich der Personen >16J. mit und ohne KHK bzw. CVI; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]


4.3.4 Vergleich verschiedener Altersgruppen

Es wird untersucht, ob in verschiedenen Altersgruppen Unterschiede der ox.LDL-Werte gefunden werden.

 

Alter

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

<=16J.

35

936 +/- 567

<0,00001

84 +/- 70

<0,000001

>16J.

177

513 +/- 470

 

35 +/- 37

 

<=60J.

30

531 +/- 504

n.s.

34 +/- 34

n.s.

>60J.

183

590 +/- 511

 

 45 +/- 50

 

Tabelle 15: Vergleich verschiedener Altersgruppen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]

In der Gruppe <=16 Jahre waren die ox.LDL-Werte signifikant höher als in der Gruppe >16 Jahre. Die Einteilung in >6o und <=60 Jahre erbrachte keinen signifikanten Unterschied.

Die folgende Grafik stellt die Mittelwerte in den einzelnen Altersgruppen dar.

 

Abbildung 16: Mittelwerte in den einzelnen Altersgruppen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]

Es fallen hohe Werte in der Altersgruppe <=16 Jahre auf. Bis zur Altersgruppe der 51-60-Jährigen zeichnet sich ein Abwärtstrend ab. In den höheren Altersgruppen sind dann wieder höhere Werte zu finden.

Bei den Kindern unter 11 Jahre fand sich eine negative Korrelation (r=-0,529) der Ratio ox.LDL/LDL und dem Lebensalter:

 

Abbildung 17: Korrelation der Ratio ox.LDL/LDL und dem Lebensalter bei Kindern <11 J.

4.3.5 Vergleich der Männer und Frauen

In den verschiedenen Gruppen des Patientenkollektivs ergaben sich keine signifikanten geschlechtsspezifische Unterschiede.

 

 

n

 

ox.LDL

 

p

ox.LDL/

LDL

p

m

f

m

f

 

m

f

 

insgesamt

107

106

619 +/- 521

544 +/- 497

n.s.

47 +/- 53

41 +/- 43

n.s.

Indexpat.

37

38

520 +/- 475

528 +/- 535

n.s.

28 +/- 25

32 +/- 42

n.s.

Angeh.>16J.

45

59

496 +/- 406

520 +/- 473

n.s.

36 +/- 35

42 +/- 41

n.s.

Angeh.<=16J.

25

9

986 +/- 612

764 +/- 490

n.s.

91 +/- 77

64 +/- 54

n.s.

mit KHK

18

9

421 +/- 246

396 +/- 330

n.s.

23 +/- 12

31 +/- 34

n.s.

ohne KHK>16J.

63

87

524 +/- 474

538 +/- 512

n.s.

34 +/- 34

39 +/- 43

n.s.

mit CVI

2

4

319 +/- 31

235 +/- 120

n.s.

14 +/- 1

17 +/- 8

n.s.

ohne CVI>16J.

79

92

506 +/- 439

538 +/- 504

n.s.

33 +/- 31

39 +/-42

n.s.

Tabelle 16: Vergleich von Männern (m) und Frauen (f) in verschiedenen Gruppen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]; n.s.=nicht signifikant

4.3.6 Vergleich verschiedener Gruppen

Es werden verschiedene Gruppen miteinander verglichen. Der Vergleich erfolgt getrennt für die Gruppen >16 und <=16 Jahre.

 

 

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

fam. Belastung mit KHK

80

585 +/- 590

n.s.

37 +/- 43

n.s.

keine fam. Belastung mit KHK

87

456 +/- 331

 

34 +/- 32

 

Hypertoniker

41

420 +/- 258

n.s.

29 +/-23

n.s.

Normotoniker

136

542 +/- 513

 

38 +/- 41

 

Raucher

67

417 +/- 429

<0,05

29 +/- 34

n.s.

Nichtraucher

110

573 +/- 484

 

39 +/- 39

 

LDL>180 mg/dl

55

446 +/- 361

n.s.

17 +/- 13

<0,00001

LDL<=180 mg/dl

113

562 +/- 522

 

45 +/- 42

 

Tabelle 17: Vergleich der Personen >16 J. in verschiedenen Gruppen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]; n.s.=nicht signifikant

Zwischen den Gruppen mit und ohne familiäre Belastung mit KHK gab es keine signifikanten Unterschiede; ebenso fand sich kein Unterschied zwischen den Hyper- und Normotonikern. Raucher hatten niedrigere Antikörpertiter als Nichtraucher. Bei den Personen mit LDL-Werten unter 180 mg/dl war das Verhältnis ox.LDL/LDL zugunsten des ox.LDL verschoben.

 

 

n

ox.LDL

p

ox.LDL/LDL

p

fam. Belastung mit KHK

30

906 +/- 543

n.s.

78 +/- 64

n.s.

keine fam. Belastung mit KHK

6

950 +/- 776

 

101 +/- 101

 

Raucher

1

800

n.s.

36

n.s.

Nichtraucher

35

917 +/- 583

 

83 +/- 71

 

LDL>180 mg/dl

6

523 +/- 277

n.s.

24 +/- 14

<0,05

LDL<=180 mg/dl

29

1014 +/- 587

 

95 +/- 72

 

Tabelle 18: Vergleich der Personen <=16 J. in verschiedenen Gruppen; ox.LDL=[mU/ml]; ox.LDL/LDL=[U/mg]; n.s.=nicht signifikant

Bei den Kindern und Jugendlichen mit LDL-Werten unter 180 mg/dl war die Ratio ox.LDL/LDL größer als bei denjenigen mit LDL über 180 mg/dl, d.h. zugunsten des ox.LDL verschoben. Ansonsten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.

4.3.7 Korrelationen

Im Gesamtkollektiv konnten keine Korrelationen der ox.LDL-Werte mit Lipoproteinen, BMI oder Nikotinkonsum gefunden werden. Allerdings ergaben sich bei Frauen unter 30 Jahren (r=   -0,554) und über 65 Jahren (r=-0,544) negative Korrelationen zwischen den ox.LDL-Werten und dem LDL-Cholesterin.

4.3.8 Stammbäume

Anhand der folgenden Stammbäume sollen exemplarisch die ox.LDL-Werte innerhalb einer Familie dargestellt werden.

 

Abbildung 18: Stammbaum V;  = ox.LDL >770 mU/ml; Legende siehe Abbildung 7

Der Indexpatient litt an einer KHK und hatte stark erhöhte ox.LDL-Titer. Bei der Ehefrau und der Mutter des Indexpatienten, den drei Geschwistern, sowie deren Partnern, fanden sich keine erhöhten Werte. Bei den Kindern des Indexpatienten und den Neffen fanden sich bis auf eine Ausnahme erhöhte, z.T. sogar stark erhöhte Werte für ox.LDL.

Von 10 männlichen Personen hatten 6 erhöhtes ox.LDL (60%), von 6 Frauen hatte eine erhöhtes ox.LDL (17%). Im Mittel ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen Männern und Frauen.

Bei den Rauchern in dieser Familie zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Höhe des ox.LDL und der Menge der konsumierten Zigaretten (r=0,723). Weitere Korrelationen ergaben sich nicht.

In der Abbildung des folgenden Stammbaums werden ox.LDL– und Homocysteinwerte gemeinsam dargestellt.

 

Abbildung 19: Stammbaum VI;  = ox.LDL >770 mU/ml; Legende siehe Abbildung 7

Die Indexpatientin hatte weder erhöhtes ox.LDL, noch erhöhtes Homocystein, noch litt sie an einer KHK. Mit Ausnahme der Schwester der Indexpatientin und deren Kindern, sowie dem Sohn der Indexpatientin, hatte niemand in dieser Familie erhöhte ox.LDL-Werte. Eltern, Ehemann, Kinder und Geschwister der Indexpatientin hatten erhöhte Homocysteinwerte.

Von 6 Männern hatten 5 erhöhtes Homocystein und einer erhöhtes ox.LDL; von 5 Frauen hatten jeweils 3 erhöhtes Homocystein bzw. ox.LDL. Bei den Männern über 16 Jahren (n=4; Hc=33,8 +/- 4,9mmol/l) war das Homocystein statistisch signifikant höher (p=0,011) als bei den Frauen (n=3; Hc=15,5 +/- 7,6 mmol/l).

Es fanden sich negative Korrelationen von ox.LDL mit dem Alter (r=-0,564), von ox.LDL mit dem BMI bei den Personen über 16 Jahren (r=-0,68). Diese Familie ist die einzige, bei der sich eine Korrelation von ox.LDL mit Homocystein ergab: Je höher das ox.LDL war, desto niedriger war das Homocystein (r=-0,564).

Die Höhe des Homocysteins korrelierte positiv mit dem BMI (r=0,602) und dem Alter (0,569). Eine negative Korrelation ergab sich für das Homocystein und das Lp(a) (r=-0,6).

Ansonsten ergab die Analyse der Stammbäume der einzelnen Familien keine einheitlichen Aussagen.

5. Diskussion

In der vorliegenden Arbeit wurden 78 Patienten aus der Lipidambulanz der Medizinischen Poliklinik des Universitätskrankenhauses Eppendorf und 146 Familienangehörige hinsichtlich ihrer Serumlipide sowie zweier weiterer Parameter untersucht. Diese beiden weiteren Parameter – Homocystein und oxidiertes Low Density Lipoprotein – werden in neueren Untersuchungen für die Entstehung von atherosklerotischen Gefäßerkrankungen verantwortlich gemacht.

Ausgehend von einem Ambulanzpatienten mit Hypercholesterinämie, im folgenden als Indexpatient bezeichnet, wurde den Familienangehörigen dieses Patienten die Möglichkeit geboten, an einer Familienuntersuchung teilzunehmen. Anhand von Serumlipidwerten und klinischen Daten, die durch einen Fragebogen erfaßt wurden, konnten so weitere Risikopatienten ausfindig gemacht werden.

Das für die Familienuntersuchung verwendete Konzept trägt den Namen MEDPED. Diese Abkürzung steht für Make Early Diagnosis and Prevent Early Death by making Medical Pedigrees“. Mit Hilfe von Stammbäumen sollen Familien ausfindig gemacht werden, deren Mitglieder an einer familiären Hypercholesterinämie leiden. Diese hereditäre Stoffwechselerkrankung hat die vorzeitige Entwicklung von atherosklerotischen Gefäßwandveränderungen mit den entsprechenden klinischen Manifestationen zur Folge, insbesondere der koronaren Herzkrankheit und dem daraus resultierenden frühzeitigen Herztod. Ziel dieses Programms ist es, betroffene Personen ausfindig zu machen und präventive Maßnahmen einzuleiten. Es handelt sich hierbei sowohl um primäre Prävention, d.h. Ausschaltung von Risikofaktoren bei noch nicht erkrankten Personen, als auch um sekundäre Prävention, d.h. frühestmögliche Diagnosestellung und adäquate Therapie einer bereits vorhandenen KHK.

Die dargestellten Ergebnisse sollen hinsichtlich folgender Fragen diskutiert werden.

1.       Ist die vorgestellte Familienuntersuchung für die Erfassung von Risikopatienten geeignet? Steht das Ergebnis in einem vertretbaren Verhältnis zum Aufwand? Stellt diese Untersuchung in einem Personenkreis, der hinsichtlich eines wesentlichen Risikofaktors für Atherosklerose ausgesucht wurde, einen sinnvollen Ansatzpunkt für präventive Maßnahmen dar?

2.       Inwieweit läßt sich der Einfluß der klassischen Risikofaktoren bei diesen Patienten nachvollziehen?

3.       Stellt der Faktor Homocystein in diesem Patientengut einen weiteren Risikofaktor für eine koronare Herzerkrankung dar?

4.       Können Autoantikörper gegen oxidierte LDL einen Risikofaktor für atherosklerotische Erkrankungen darstellen bzw. als diagnostischer oder prognostischer Marker dienen?

Nach den Vorschlägen eines Expertenkomitees der WHO besteht eine umfassende Prävention der KHK aus drei Komponenten (WHO 1982):

 

1.       Bevölkerungsstrategie - zur Veränderung des Lebensstils, der Umweltfaktoren und der sozial und wirtschaftlich ausschlaggebenden Faktoren in der gesamten Bevölkerung, die für die hohe Prävalenz der KHK ursächlich sind,

2.       Hochrisikostrategie - Identifizierung von asymptomatischen Individuen mit hohem KHK-Risiko und die Verringerung ihres Risikos,

3.       Sekundärprävention – Prävention von erneuten kardialen Ereignissen und Fortschreiten der Krankheit bei Patienten mit manifester KHK.

 

Diese internationalen Richtlinien bilden die Grundlage für nationale und regionale Empfehlungen zur KHK-Prävention.

Die Europäische Atherosklerosegesellschaft (EAS), die Europäische Gesellschaft für Kardiologie (ESC) und die Europäische Hochdruckgesellschaft (ESH) haben gemeinsam Empfehlungen erarbeitet, die eine Durchführung der KHK-Prävention in der klinischen Praxis wegen beschränkter Ressourcen nach einer Prioritäteneinteilung vorsieht (Pyörälä et al. 1994): Patienten mit klinisch manifester koronarer Herzerkrankung oder anderen atherosklerotischen Gefäßerkrankungen werden der höchsten Prioritätsstufe zugeteilt. Die Verringerung der Risikofaktoren bei diesen Patienten kann - entgegen früheren fälschlichen Annahmen -  sehr effektiv sein. Dies entspricht dem Prinzip der Sekundärprävention. Asymptomatische Personen, die aufgrund einer ungünstigen Konstellation von Risikofaktoren ein hohes KHK-Risiko haben, stellen die zweitwichtigste Zielgruppe für präventive Maßnahmen dar. Als dritte Gruppe folgen nahe Verwandte von Patienten mit bereits manifester prämaturer KHK oder von Personen mit ungünstigem Risikoprofil. Die niedrigste Priorität besitzen Personen, die keine der genannten Bedingungen erfüllen.

Die Autoren sehen außerdem die Möglichkeit, daß durch präventive Maßnahmen bei Patienten mit manifester KHK und Hochrisikopersonen auch deren Angehörigen und Freunde von der Bedeutung und Möglichkeit der Prävention von KHK hören und diese Information so in der Gesellschaft verbreitet wird.

Da die koronare Herzkrankheit multifaktoriell entsteht, ist es bei der Einschätzung des Risikoprofils wichtig, alle Risikofaktoren gleichzeitig zu berücksichtigen. Ziel der KHK-Prävention ist es, das Risiko von kardialen oder anderen vaskulären Ereignissen zu reduzieren, und so die Mortalität zu verringern und das Überleben zu verlängern.

Die von uns durchgeführten Familienuntersuchungen orientieren sich an der Hochrisikostrategie der WHO und den Zielen der Sekundärprävention.

Die Untersuchung der Familienangehörigen und das Erstellen von Stammbäumen ergab, daß von 78 Indexpatienten 20 Personen an einer familiären Hypercholesterinämie erkrankt waren. Unter den 146 Familienangehörigen konnten 22 weitere Personen mit FH identifiziert werden, d. h. im Durchschnitt wurde pro FH-Patient eine weitere FH-erkrankte Person gefunden.

Insgesamt hatten von 110 erwachsenen Angehörigen 46 Personen eine Hypercholesterinämie (LDL>150 mg/dl). Dies sind über 40 % des untersuchten Personenkreises.

Diese Tatsache macht deutlich, daß durch gezieltes Screening des KHK-Risikofaktors Hypercholesterinämie in einer Hochrisikogruppe die „Trefferquote“ für die Identifikation von Personen, die diesen Risikofaktor aufweisen, sehr hoch ist. Außerdem konnten von 10 Angehörigen mit KHK 7 Personen identifiziert werden, deren LDL-Cholesterin nicht unter 130 mg /dl lag. Dies ist der Grenzwert, der vom Report of the National Cholesterol Education Program im Rahmen der Sekundärpävention empfohlen wird. Auch bei den Indexpatienten mit KHK lag nur der kleinere Teil (43%) unterhalb dieses Richtwertes.

Daneben ist durch die Erhebung der wesentlichen KHK-Risikofaktoren und bereits manifester atherosklerotischer Gefäßveränderungen mit einem Fragebogen eine im allgemeinen gute Einschätzung des globalen Risikos möglich. Da sich insbesondere bei bereits manifester KHK durch die Cholesterinwerte die zukünftige Mortalität gut beeinflussen läßt (Pekkanen et al. 1990), ist diese Art von Untersuchung eine sinnvoller Ansatzpunkt für Maßnahmen der Sekundärprävention.

In der Altersgruppe unter 16 Jahren hatten von 36 Angehörigen 21 Kinder und Jugendliche ein LDL-Cholesterin, das über dem von der American Heart Association festgelegten oberen Normgrenze von 110 mg/dl lag. Insbesondere bei Kindern und Jugendlichen scheint die Hochrisikostrategie sinnvoll zu sein. Bei einem Massenscreening würde nur eine geringe Anzahl von Kindern mit genetisch determinierter Hypercholesterinämie identifiziert werden. Den Hauptteil würden Kinder mit nicht genetisch determinierter Hyperlipoproteinämie ausmachen, bei denen die Höhe der Serumlipide einen eher unsicheren prognostischen Charakter hat (Webber et al. 1991). Auch die Ergebnisse der Muscatine-Studie sprechen gegen ein universales Screening der Cholesterinwerte bei Kindern (Lauer und Clarke 1990). Hingegen wird von unterschiedlichen Autoren für Hochrisikofamilien ein möglichst in der Kindheit beginnendes Screening empfohlen (Berenson et al. 1989; Kwiterovich 1994), damit schon in frühen Jahren Prävention betrieben und so das KHK-Risiko minimiert werden kann.

Jede Person, die an dieser Untersuchung teilgenommen hat, erhielt einen Arztbrief mit dem aktuellen Lipidstatus, einer Einschätzung des kardiovaskulären Risikos und einer entsprechenden Empfehlung. Ebenso wurde dieser Brief dem Hausarzt zugeschickt, sofern die Adresse des Hausarztes auf dem Fragebogen angegeben war. Die weitere Betreuung der Patienten liegt in den Händen der Hausärzte, denen eine Schlüsselrolle in der Präventivmedizin zukommt.

In den nächsten 20 Jahren werden die kardiovaskulär bedingten Todesfälle sowohl in den westlichen Industrieländern als auch in den Entwicklungsländern die häufigste Todesursache darstellen (Murray und Lopez 1997). Obwohl in den letzten Jahren bereits deutliche Fortschritte hinsichtlich der Reduktion der KHK-Inzidenz und -Mortalität in den Industriestaaten verzeichnet werden konnte (Sans et al. 1997), blieb das Engagement für die KHK-Prävention weit hinter der umfangreichen Anwendung von neuen diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen zurück. Eine norwegische Untersuchung ergab, daß bei der Beurteilung des individuellen KHK-Risikos eine Tendenz zur Unterschätzung des Risikos besteht (Meland et al. 1994). Die EUROASPIRE-Untersuchung der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie fand heraus, daß die Prävalenz modifizierbarer Risikofaktoren, wie arterielle Hypertonie, Hypercholesterinämie, Nikotinkonsum, Adipositas und Diabetes, bei Patienten mit manifester KHK immer noch hoch ist, und deshalb ein beträchtliches Potential für Kardiologen und Hausärzte besteht, die KHK–Morbidität und –Mortalität weiter zu verringern und die Überlebenschancen ihrer Patienten zu verbessern (EUROASPIRE Study Group 1997). Im Rahmen dieser Studie wird empfohlen, bei einem Patienten mit KHK die Gelegenheit eines Familienscreenings zu nutzen, insbesondere wenn eine familiäre Belastung vorliegt. Gerade in Deutschland berichteten die meisten Patienten mit KHK, sie seien nicht auf eine Familienuntersuchung hingewiesen worden, während in Finnland fast die Hälfte aller Patienten angaben, diesbezüglich beraten worden zu sein.

Vor diesem Hintergrund erscheint es um so wichtiger, niedergelassene Ärzte mit den Zielen der KHK-Prävention und den Grundsätzen des sogenannten risk assessment vertraut zu machen.

Die im Rahmen dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse zeigen, daß die Untersuchung von Hochrisikofamilien ein erfolgversprechender Ansatz für präventivmedizinische Maßnahmen sein kann.  Die Behandlung von Hochrisikopatienten minimiert deren individuelles Risiko. Es wird dadurch jedoch kein Einfluß auf das generelle Risiko einer Population genommen, da der Großteil der Bevölkerung kein ausgeprägtes KHK-Risikoprofil besitzt und damit den Einschlußkriterien einer solchen Untersuchung nicht genügt. Es steht daher außer Zweifel, daß neben der Hochrisikostrategie auch präventive Maßnahmen im Sinne der Bevölkerungsstrategie dringend notwendig sind. In den USA wurde mit einem allgemeinen Abwärtstrend des Gesamtcholesterins gleichzeitig ein Absinken der KHK-Mortalität beobachtet (Johnson et al. 1993). Gesundheitserziehung, möglichst schon im Jugendalter, Verbot von Alkohol- und Zigarettenwerbung, eventuell staatliche Vorgaben an die Nahrungsmittelindustrie, Lebensmittel herzustellen, die cholesterinarm sind und einen geringen Anteil an gesättigten Fettsäuren enthalten, würden einen größeren Einfluß auf die generelle KHK-Häufigkeit haben als individuelle Maßnahmen. Dies ist Aufgabe moderner Gesundheitspolitik.

 

Das Ergebnis der beschriebenen Familienuntersuchung – über 40% der untersuchten Angehörigen wiesen erhöhte Cholesterinwerte auf – steht meiner Meinung nach im Sinne einer Hochrisikostrategie in einem akzeptablen Verhältnis zum Aufwand. Allerdings erreicht diese Art von Untersuchung in einer Spezialambulanz einer Universitätsklinik nur einen kleinen Teil der anvisierten Patienten. Die beste Möglichkeit, primärpräventiv wirksam zu werden, haben wie – bereits erwähnt – die niedergelassenen Ärzte.

Um den Aufwand solcher Untersuchungen zu minimieren und sie damit auch für die niedergelassenen Ärzte attraktiver zu machen, könnte man sich auf die Kernfamilie des Patienten beschränken, d.h. Eltern, Geschwister und Kinder. Erfahrungsgemäß ist die Motivation zur Untersuchung weiter entfernter Verwandter ohnehin deutlich geringer als die enger Familienangehöriger.

Da die Erhebung einer guten Familien- und Risikoanamnese und die Erstellung eines Risikoprofils arbeits- und zeitaufwendig sind, müßten finanziellen Voraussetzungen geschaffen werden, die Hausärzten eine adäquate Bezahlung für diese Tätigkeit gewährleisten. Ansonsten wird sich vermutlich wenig an der bisher verständlicherweise geringen Motivation der niedergelassenen Ärzte ändern.

 

Im Rahmen der Familienuntersuchung wurden bei den Teilnehmern nicht nur Serumlipidparameter untersucht, sondern auch wesentliche kardiovaskuläre Risikofaktoren, wie arterielle Hypertonie, Nikotinabusus, Diabetes mellitus, Alter, Geschlecht und Übergewicht erfaßt und deren Einfluß evaluiert.

Der Vergleich der Personen mit KHK (n=31) und ohne KHK (n=155) ergab hinsichtlich der Serumlipide keine signifikanten Unterschiede. Das kann daran liegen, daß der größere Teil der KHK-Patienten aus Indexpatienten besteht, die wegen der Fettstoffwechselstörung bereits eine fett- und cholesterinarme Diät einhalten.

Wie erwartet waren in der Gruppe der KHK-Patienten deutlich mehr Männer als Frauen. Das Durchschnittsalter und der BMI waren in dieser Gruppe ebenfalls signifikant höher als bei den Koronargesunden. Das Durchschnittsalter, in dem sich eine KHK erstmals manifestierte, war bei beiden Geschlechtern ungefähr gleich hoch.

Der Anteil der Diabetiker war bei den KHK-Erkrankten höher als bei den Personen ohne KHK. Der Anteil der Raucher war in beiden Gruppen ungefähr gleich hoch. Hypertoniker waren bei den  Koronarkranken zwar etwas stärker vertreten, jedoch war dieser Unterschied statistisch nicht signifikant.

Es fiel auf, daß der Anteil der übergewichtigen und adipösen Personen bei den Hypertonikern mit 74% sehr hoch war, in Vergleich zu 31% bei den Personen, die angaben, keine arterielle Hypertonie zu haben.

Das Alter, in dem sich die Symptome einer KHK erstmals manifestierten, korrelierte negativ mit dem Lp(a) und dem BMI: Je niedriger das Lp(a) bzw. der BMI war, desto später manifestierte sich eine KHK.

Die Gegenüberstellung der Personen mit und ohne familiäre Hypercholesterinämie, ergab beim Gesamt- und LDL-Cholesterin erwartungsgemäß Unterschiede von hoher Signifikanz: Bei den erwachsenen FH-Patienten (>16 Jahren) war das LDL-Cholesterin im Mittel 281 mg/dl, bei den Personen ohne FH 151 mg/dl. Bei den Kinder und Jugendlichen mit FH fanden sich LDL-Werte von 201 mg/dl gegenüber 116 mg/dl bei denjenigen ohne FH.

 

Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen weiterhin in Bezug auf die Frage diskutiert werden, ob Homocystein in diesem speziellen Patientengut eine Rolle als weiterer Risikofaktor spielt, das hinsichtlich des Risikofaktors „Hypercholesterinämie“ ausgewählt wurde.

Aus den Daten von klinischen und epidemiologische Studien geht hervor, daß erhöhte Serumspiegel von Homocystein ein Risikofaktor für atherosklerotische Erkrankungen

è     der Koronargefäße (TromsÝ-Studie: Arnesen et al.1995; Physicians‘ Health Study: Stampfer et al.1992; Nygard et al. 1997),

è     der Cerebralgefäße (Perry et al.1995; Verhoef et al. 1994),

è     der Karotiden (Malinow et al. 1993; Selhub et al. 1995; Aronow et al. 1997),

è     peripherer Gefäße (Malinow et al. 1989; Taylor et al. 1991; van den Berg et al. 1996) und

è     venöser thrombembolischer Erkrankungen (Falcon et al. 1994; Den Heijer et al. 1996; Cattaneo et al. 1996; Ridker et al. 1997) ist.

In einigen Untersuchungen allerdings wurde keine Assoziation zwischen Homocystein und atherosklerotischen Erkrankungen gefunden (Alfthan et al. 1994; Evans et al. 1997; Verhoef et al. 1997).

In dem in dieser Arbeit untersuchten Patientengut fanden sich weder bei Personen mit einer koronaren Herzkrankheit noch mit cerebrovaskulärer Insuffizienz höhere Homocysteinspiegel als bei denjenigen ohne die entsprechende Erkrankung. Die Tatsache, daß kein Unterschied gefunden wurde, läßt sich möglicherweise auf zwei Gründe zurückführen:

1.       Die KHK- bzw. CVI- Patienten haben aufgrund ihrer Krankheit ihre Lebensgewohnheiten umgestellt (z.B. Umstellung der Ernährungsgewohnheiten, Verzicht auf Nikotin, sportliche Betätigung), was sich auch auf den Homocysteinstoffwechsel auswirkt. Untersuchungen der Hordaland Homocysteine Study (Nygard et al.1995) ergaben eine positive Korrelation von Homocystein und der Höhe des Gesamtcholesterin sowie des Blutdrucks. Eventuell beeinflußt also auch eine antihypertensive und lipidsenkende Therapie die Höhe des Serumhomocysteins.

2.       Die Evaluation atherosklerotischer Erkrankungen anhand eines Fragebogens ist ungenau. Personen, die laut ihrer eigenen Angaben keine KHK oder CVI haben, könnten trotzdem relevante atherosklerotische Gefäßveränderungen aufweisen, die z.B. durch ein EKG, eine Farbdoppleruntersuchung oder ein Bestimmung der Intima-Media-Dicke der Karotiden nachgewiesen werden könnten.

Jedoch konnte ein Zusammenhang zwischen der Höhe des Homocysteins und dem Erstmanifestationsalter einer KHK festgestellt werden: Je höher das Homocystein war, desto früher manifestierten sich die ersten Symptome einer KHK.

Bei den FH-Patienten mit KHK (n=5) war das Homocystein mit 20,5 mmol/l um 7,9 mmol/l als bei den FH-Patienten ohne KHK (n=23). Bei Kindern und Jugendlichen mit FH (n=10) war das Homocystein höher als bei Kindern und Jugendlichen ohne FH (n=28). Dies spricht dafür, daß bei diesen Patienten erhöhte Homocysteinspiegel ein weiterer Risikofaktor für die Entstehung einer KHK sein können.

Untersuchungen von Tonstad et al. (1997) legen nahe, daß erhöhtes Homocystein teilweise an der Ursache für die familiäre Belastung mit frühzeitiger KHK beteiligt ist. Insbesondere bei FH-Kindern, die gallensäurebindende Anionenaustauscher einnehmen, wurden erhöhtes Homocystein im Plasma gemessen (Tonstad et al. 1996). Dies liegt wahrscheinlich daran, daß die Anionenaustauscher Folsäure binden und so deren Resorption verhindern. Deshalb wird bei diesen Kindern eine Folsäuresupplementierung empfohlen. Die Stammbaumanalysen ergaben allerdings keine einheitlichen Ergebnisse, die für einen Einfluß von familiären Faktoren auf die Höhe des Serumhomocysteins sprechen, wie von anderen Autoren beschrieben wird (Glueck et al. 1995; Franken et al. 1996).

In der Hordaland Homocysteine Study (Nygard et al. 1995) wurden bei Männern höhere Homocysteinlevel als bei Frauen, einen Anstieg des Homocysteins mit dem Alter und steigendem Nikotinkonsum, eine positive Korrelation zum Gesamtcholesterin, dem Blutdruck und der Herzfrequenz und eine negative Korrelation zur körperlicher Betätigung gefunden. Die Datenanalyse der vorliegenden Arbeit bestätigt einen Zusammenhang zwischen Homocystein und Nikotinkonsum: Es fanden sich bei Rauchern höhere Homocysteinlevel als bei Nichtrauchern. Eine positive Korrelation mit dem Gesamtcholesterin, ein Zusammenhang mit Alter, Geschlecht und Blutdruck konnte jedoch nicht nachvollzogen werden. Allerdings fanden sich bei KHK-Patienten, deren Fibrinogen über 300 mg/dl lag, höhere Homocysteinwerte als bei denjenigen mit normalem Fibrinogenspiegel.

Da sich keine Assoziation von Antikörpern gegen ox.LDL und Homocystein ergab, sprechen die Daten dieser Arbeit gegen eine verstärkte LDL-Oxidation durch Homocystein, die von Heinecke et al. (1987) und Loscalzo (1996) beschrieben wird.

Ausgehend von Normalwerten von 5-15 mmol/l und Mittelwerte um 10 mmol/l für Plasmahomocystein (Ueland et al. 1993), erscheint der Mittelwert von 16,1 mmol/l relativ hoch.

Optimale Bedingungen für die Blutabnahme und Verarbeitung der Blutprobe sind sehr wichtig, wenn Homocystein für die Einschätzung des kardiovaskulären Risikos herangezogen werden soll (Refsum et al. 1998). Es wird die Blutentnahme im nüchternen Zustand empfohlen. Während ein kleines Frühstück den Homocysteinspiegel nicht beeinflußt, kann eine proteinreiche Mahlzeit einen Ansteig um 15-20% bewirken (Ubbink et al. 1992; Guttormsen et al. 1994). In Anwesenheit von roten Blutkörperchen steigt der Plasmaspiegel des Homocysteins zeit- und temperaturabhängig an; bei Raumtemperatur steigt der Homocysteinlevel in Vollblut um 5-15% pro Stunde an (Ueland et al. 1993; Malinow et al. 1994). Deshalb sollte Vollblut auf Eis gelagert und möglichst schnell zentrifugiert werden.

Die Blutentnahmen bei den Indexpatienten wurden nüchtern und unter vergleichbaren Bedingungen in unserer Lipidambulanz vorgenommen. Da die Familienangehörigen ein Blutentnahmeröhrchen zugeschickt bekamen und damit zu ihrem Hausarzt gingen, ist nicht sicher gewährleistet, daß die Blutentnahmen, trotz ausdrücklichen Hinweises, nüchtern erfolgten. Ferner wurde das abgenommene Vollblut mit der Post zur Analyse in unser Labor geschickt, d.h. es wurde nicht sofort nach der Entnahme zentrifugiert. Darin könnte die unterschiedliche Höhe des Plasmahomocysteins bei Indexpatienten (13,1 mmol/l) und Angehörigen (18,8 mmol/l) begründet liegen.

Es gibt noch eine weitere Möglichkeit, die diesen Unterschied erklären könnte: Die Indexpatienten, die wegen einer Fettstoffwechselstörung in Behandlung waren und währenddessen an einer ausführlichen Diätberatung teilnahmen, haben ihre Ernährungs- und Lebensgewohnheiten dahingehend geändert, daß eventuelle Mangelzustände von Folsäure, Vitamin B12 und B6 ausgeglichen und damit die Ursache für erhöhte Homocysteinspiegel beseitigt wurden. Möglicherweise spielt auch die geringere Aufnahme von Methionin durch den niedrigeren Konsum von tierischen Produkten eine Rolle.

Die Ergebnisse der verwendeten Methode zur Bestimmung des Homocysteins im Plasma zeigte eine gute Korrelation mit den Ergebnissen der HPLC (Frantzen et al.1998). Wird die Probe bei –20°C gelagert, bleibt Serumhomocystein mindestens 1 Jahr lang stabil (Stabler et al. 1988). Alfthan et al. (1994) haben Proben nach mehreren Jahren Lagerung gemessen und konnten keinen gemeinsamen Trend der Höhe des Homocysteins und der Lagerungszeit feststellen. Die Lagerungszeit der Proben betrug zum größten Teil weniger als 1 Jahr und nur einige Proben wurden maximal 15 Monate gelagert. Dies spricht gegen einen Einfluß der Lagerungszeit auf Meßergebnisse.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß sich durch die vorliegenden Ergebnisse eine Beteiligung von erhöhtem Serumhomocystein an atherosklerotischen Gefäßerkrankungen abzeichnet. Da durch die vorgestellte Meßmethode die Höhe des Homocysteins im Plasma schnell und kostengünstig gemessen werden kann und die Vitaminsupplementation ein effizientes und sicheres Mittel zur Senkung des Homocysteinspiegels darstellt (Boushey et al. 1995; Landgren et al. 1995; Malinow et al. 1998), bietet sich hier ein guter Ansatzpunkt für präventive Maßnahmen bei Patienten mit Gefäßerkrankungen oder familiärer Belastung mit vorzeitiger KHK. Allerdings muß der Effekt der Vitaminsupplementation auf die kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität noch durch prospektive, randomisierte und Placebo-kontrollierte Studien belegt werden. Solche Studien werden schon seit einiger Zeit gefordert (Stampfer et al. 1992; Malinow et al. 1996; Stampfer und Rimm 1996;  Nygard et al. 1997). Da das Interesse der Industrie, kostengünstige und nichtpatentierbare Pharmaka zu testen, sehr gering ist, muß es die Aufgabe staatlicher Gesundheitspolitik sein, für die Umsetzung derartiger Studien zu sorgen.

 

Eine entscheidende Rolle in der Entstehung von Atherosklerose spielt die oxidative Modifizierung der Low Density Lipoproteine (Steinberg et al. 1989; Witzum und Steinberg 1991). Modifizierte LDL werden von Makrophagen über deren scavenger receptor aufgenommen, der anders als der LDL-Rezeptor keinem negativen Rückkopplungsmechanismus unterliegt (Goldstein et al. 1979). Der Lipidanteil atherosklerotischer Plaques besteht hauptsächlich aus oxidierten Lipoproteinen (Ylä-Herttuala et al. 1989). Das Plasma von Patienten mit KHK oder pAVK enthält erhöhte Spiegel an Lipidperoxiden (Liu et al. 1992). LDL von Patienten, die vor dem 45. Lebensjahr einen Myokardinfarkt erlitten haben, ist anfälliger für Oxidation, als LDL von gesunden Kontrollpersonen (Regnström et al. 1992). Die sogenannte Oxidationshypothese wird durch zahlreiche sowohl experimentelle als auch klinische Studien unterstützt, die einen antiatherosklerotischen bzw. kardioprotektiven Effekt von Antioxidantien belegen (Freyschuss et al. 1993; Stampfer et al. 1993; Rimm et al. 1993; Stephens et al. 1996).

Die LDL-Oxidation findet hauptsächlich in der Intima statt, da das Plasma über effektive antioxidative Schutzmechanismen verfügt (Esterbauer et al. 1992).  Deshalb muß die Messung der LDL-Oxidation indirekt erfolgen: Eine Möglichkeit besteht in der Bestimmung der Oxidationsanfälligkeit der LDL in vitro. Ferner könnte die Höhe der Autoantikörper gegen oxidierte LDL (ox.LDL) die Oxidation der LDL in vivo widerspiegeln (Boyd et al. 1989; Zawadski et al. 1989). In mehreren Untersuchungen wurde der Zusammenhang von Autoantikörpern gegen ox.LDL und atherosklerotischen Gefäßerkrankungen untersucht. Die Ergebnisse sind jedoch nicht konsistent.

Salonen et al. (1992) sehen in den Antikörpern gegen ox.LDL eine Möglichkeit, das Voranschreiten von Karotissklerosen einzuschätzen. Zu ähnlichen Ergebnissen hinsichtlich der Vorhersagemöglichkeit für Myokardinfarkt kamen Puurunen et al. (1994) bei der Untersuchung von männlichen, dyslipidämischen Patienten und Wu et al. (1997) beim Follow-up über 20 Jahre von gesunden, 50-jährigen Männern. Signifikant höhere Titer als bei gesunden Kontrollen wurden bei Patienten mit angiographisch nachgewiesener KHK (Bui et al. 1996) und bei Patienten mit frühzeitiger pAVK (Bergmark et al. 1995) gefunden. Die Ergebnisse der ARIC-Studie zeigen eine positive Assoziation zu asymptomatischer Atherosklerose (Iribarren et al. 1997). Allerdings kommen weitere Studien zu einem anderen Ergebnis: Virella et al. (1993), Boullier et al. (1995) und van de Vijver et al. (1996) fanden keine signifikanten Titerunterschiede zwischen KHK-Patienten und koronargesunden Kontrollpersonen. Ebensowenig konnten Eber et al. (1994) ox.LDL-Antikörper als Marker für Restenosierung nach erfolgreicher PTCA nachweisen. Eine Untersuchung bei Typ-II-Diabetikern zeigte keine Assoziation mit kardiovaskulären Ereignissen oder Mortalität (Uusitupa et al. 1996).

Bei den in dieser Arbeit untersuchten Patienten fanden sich keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen Patienten mit KHK oder CVI im Vergleich zu den jeweils nicht betroffenen Personen. Auch zwischen Indexpatienten und Angehörigen ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Außerdem ist bemerkenswert, daß in der Gruppe der Bis-16-Jährigen die ox.LDL-Werte deutlich höher sind als bei Erwachsenen. Die Arbeitsgruppe von Marangon et al. (1997) stellte ebenfalls bei Kindern höhere Titer als bei Erwachsenen und darüber hinaus eine negative Korrelation mit dem Alter fest. Aus den vorliegenden Daten konnte diese negative Korrelation von Lebensalter und ox.LDL-Antikörpern nur für die Bis-10-Jährigen bestätigt werden. Die Erklärung für diese unerwartet hohen Titer bleibt unklar. Eventuell spielt eine bessere Immunantwort in jüngeren Jahren eine Rolle.

Hulthe et al. (1997) fanden beim Vergleich der Autoantikörper gegen ox.LDL bei FH-Patienten und gesunden Kontrollpersonen weder signifikante Titerunterschiede noch eine Assoziation der Antikörper zur Intima-Media-Dicke der Karotiden oder dem Auftreten von atherosklerotischen Plaques. Bei der Gegenüberstellung der Individuen mit und ohne familiäre Hypercholesterinämie im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden bei den Personen ohne FH ein signifikant höherer Quotient von ox.LDL zum gesamten LDL-Cholesterin gefunden. Geht man davon aus, daß die Antikörper gegen ox.LDL die in vivo Oxidation widerspiegeln, würden diätetische Veränderungen, wie die verstärkte Einnahme von Antioxidantien, z. B. Vitamin E, eine mögliche Erklärung für die niedrigeren ox.LDL-Werte bei den FH-Patienten liefern. Zu ähnlichen Resultaten kam jedoch der Vergleich der erwachsenen Personen mit LDL über und unter 180 mg/dl. Der Quotient ox.LDL/Gesamt-LDL war wiederum bei den Personen mit LDL-Cholesterin unter 180 mg/dl signifikant höher. Da es in diesem Fall eher unwahrscheinlich ist, daß die Personen mit LDL-Cholesterin über 180 mg/dl verstärkt Antioxidantien zu sich nehmen, bleibt noch zu klären, wieso bei Personen mir niedrigerem LDL-Cholesterin bzw. FH der relative Anteil des ox.LDL höher ist, als bei denjenigen mit erhöhtem Cholesterin bzw. FH. Diese Tatsache spricht gegen die Vermutung, daß das Ausmaß der LDL-Oxidation von der Menge des zur oxidativen Modifizierung zur Verfügung stehenden LDL-Cholesterin abhängig ist.

Hinsichtlich der Assoziation von ox.LDL mit anderen Risikofaktoren finden sich in der Literatur unterschiedliche Angaben. Ein Zusammenhang mit Hypertonie und Familienanamnese für vorzeitige KHK, jedoch keine Assoziation mit männlichem Geschlecht und Lipoproteinen stellten Bergmark et al. (1995) fest. Während Salonen et al. (1992) bei Rauchern höhere Antikörpertiter bemerkten, konnten Boullier et al. (1995), Maggi et al. (1994) und van de Vijver et al. (1996) keine Assoziation mit dem Nikotinkonsum sehen. Letztere Untersuchung ergab weiterhin keine Beziehung zwischen ox.LDL und erhöhtem Blutdruck; jedoch wurden bei Diabetes mellitus und Hypercholesterinämie erhöhte ox.LDL-Werte gefunden. Die Ergebnisse von Uusitupa et al. (1996) lassen keine Korrelationen von ox.LDL-Antikörpern mit Serumlipiden, Glukose, glykosylierten Hämoglobin oder dem Blutdruck erkennen. Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten Assoziationen der ox.LDL-Werte mit Hypertonie, Nikotinabusus, männlichem Geschlecht oder positiver Familienanamnese nicht bestätigen. Im untersuchten Patientenkollektiv konnte auch keine Korrelation von ox.LDL und LDL-Cholesterin gefunden werden. Lediglich in einzelnen Untergruppen – bei Frauen unter 30 bzw. über 65 Jahren – zeichnete sich eine negative Korrelation dieser beiden Parameter ab.

Da man davon ausgeht, daß Familienmitglieder im wesentlichen den gleichen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, bieten Familienuntersuchungen die Möglichkeit, den Einfluß gemeinsamer Umweltfaktoren auf die ox.LDL-Parameter zu bewerten. Die Stammbaumanalysen sprechen allerdings gegen die These, daß sich gemeinsame Umweltfaktoren in gleich hohen ox.LDL-Titern widerspiegeln. Es ist anzunehmen, daß individuelle, spezifische Parameter einen großen Einfluß auf die Titerhöhe besitzen. Marangon et al. (1997) bestätigen das in einer Untersuchung.

Da die Immunantwort von verschiedenen unterschiedlichen Faktoren beeinflußt wird (Libby et al. 1991), ist eine Verwertung der Antikörpertiter gegen ox.LDL als biologischen Indikator für die in vivo Oxidation nur beschränkt möglich. Virella et al. (1993) diskutieren die Möglichkeit, daß es individuell verschiedene Antikörperpopulationen mit unterschiedlicher Affinität zu den Antigenen gibt und daher ein Vergleich schwierig ist.

Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sprechen nicht dafür, daß Antikörper gegen ox.LDL als ein Indikator für den Schweregrad von atherosklerotischen Gefäßveränderungen zu verwerten sind oder zur Einschätzung der Progression von atherosklerotischen Veränderungen herangezogen werden können. Autoantikörper gegen ox.LDL sind wohl als Zeichen für immunologische Phänomene im Rahmen eines aktiven atherosklerotischen Prozesses anzusehen. Unterschiedlich hohe Antikörpertiter gegen ox.LDL sind wahrscheinlich eher auf individuell verschieden starke Immunantworten zurückzuführen als auf unterschiedlich stark ausgeprägte Lipoproteinoxidation.

6. Zusammenfassung

Kardiovaskuläre Erkrankungen, insbesondere die koronare Herzerkrankung, stellen in den westlichen Industriestaaten die häufigste Todesursache dar. Epidemiologischen Berechnungen zufolge werden diese Erkrankungen im Jahre 2020 weltweit sowohl in den Industriestaaten als auch in den Entwicklungsländern die Mortalitätsstatistik anführen.

Neben Fortschritten bezüglich des Verständnisses für die Pathomechanismen der Atherogenese und der Entwicklung neuer Diagnosetechnologien und Therapiemöglichkeiten spielt die KHK-Prävention eine entscheidende Rolle, dieser Entwicklung entgegenzuwirken. Modifizierung bzw. Eliminierung von kardiovaskulären Risikofaktoren wie Hypercholesterinämie, arterieller Hypertonie und Nikotinkonsum bei noch nicht er­krank­ten Personen ist hierbei das Ziel der Primärprävention. Die Sekundärprävention zielt auf eine Modifikation der Risikofaktoren bei Patienten mit bereits manifester KHK ab, um das Voranschreiten der Erkrankung zu verhindern oder wenigstens zu verzögern und Komplikationen zu vermeiden.

In der vorliegenden Arbeit wurden die 78 Patienten untersucht und bei 20 von diesen Patienten eine Familienuntersuchung vorgenommen. Diese Patienten der Lipidambulanz der Medizinischen Poliklinik des Universitätskrankenhauses Eppendorf, bei denen erhöhte Cholesterinwerte und eine positive Familienanamnese für frühzeitige KHK auffielen, erhielten die Möglichkeit, ihre Familienangehörigen mituntersuchen zu lassen. Dies geschah im Rahmen des internationalen MEDPED-Programmes (MEDPED steht für Make Early Diagnosis and Prevent Early Death by making Medical Pedigrees”) mit einem per Post zugesandten Blutabnahmesets und einem Fragebogen, der die wesentlichen kardiovaskulären Risikofaktoren erfasste. Nach der Auswertung des Lipidstatus und der persönlichen Risikofaktoren wurde ein individuelles Risikoprofil erstellt und dem Angehörigen oder seinem Hausarzt, gegebenenfalls mit einer Therapieempfehlung, zugesandt.

Bei diesem Familienscreening wurden bei über 40% der Erwachsenen zu hohe Cholesterinwerte festgestellt. Bei fast 60% der untersuchten Kinder und Jugendliche ergaben sich Cholesterinwerte über der altersentsprechenden Norm. Daneben konnten von 10 Angehörigen mit KHK 7 Personen identifiziert werden, die nicht oder nicht ausreichend lipidsenkend behandelt wurden (70%). Auch bei den Indexpatienten mit KHK war nur der kleinere Teil ausreichend behandelt.

Diese Untersuchung spricht dafür, daß Familienuntersuchungen in einem Personenkreis, der bezüglich des Risikofaktors Hypercholesterinämie belastet ist, ein wirksame Maßnahme zur Prävention der vorzeitigen koronaren Herzerkrankung darstellt. Kinder, die an einer familiären Hypercholesterinämie leiden, sind in sehr hohem Maße gefährdet, atherosklerotische Gefäßerkrankungen zu entwickeln. Gerade für diese Zielgruppe eröffnet diese Methode die Möglichkeit zur rechtzeitige Diagnosestellung und frühzeitigen Therapie und kann damit unter Umständen eine Erkrankung verhindern.

Die vorgestellte Familienuntersuchung im Sinne einer Hochrisikostrategie erfasst nur eine sehr kleine Zielgruppe. Daher sollte sie als eine ergänzende Maßnahme zu Präventivprogrammen der Bevölkerungsstrategie angesehen werden, die auf Ernährungsumstellung, Nikotinverzicht, mehr sportliche Betätigung und andere Veränderungen der Lebensgewohnheiten in der Allgemeinbevölkerung abzielen.

 

Weiterhin konnte im Rahmen dieser Arbeit ein Zusammenhang von erhöhtem Homocystein, das als Risikofaktor für atherosklerotischer Gefäßveränderungen gilt, und dem Auftreten einer KHK festgestellt werden. Da sich bei KHK-Patienten mit FH höhere Homocysteinspiegel fanden, als bei KHK-Patienten ohne FH, kommt Homocystein bei diesen Patienten als weiterer Risikofaktor in Betracht. Außerdem konnte eine negative Korrelation zwischen Homocystein und dem Erstmanifestationsalter der KHK gezeigt werden.

Die Supplementation mit Folsäure, Vitamin B12  und B6 dient nachgewiesenermaßen zur Senkung des Plasmahomocysteins. Ob die Vitaminsupplementation allerdings einen Einfluß auf die kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität hat, bleibt abzuwarten.

 

Zahlreiche Untersuchungen weisen darauf hin, daß die oxidative Modifizierung der LDL eine entscheidende Rolle in der Atherogenese spielt. Autoantikörper gegen oxidierte LDL könnten einen biologischen Indikator für die in vivo stattfindende Oxidation der Lipoproteine darstellen und damit zur Einschätzung des Risikos oder des Voranschreiten atherosklerotischer Gefäßerkrankungen dienen. Die hierzu existierenden Literaturangaben sind allerdings widersprüchlich. In der vorliegenden Arbeit konnte keine Assoziation von ox.LDL-Antikörpern und Folgekrankheiten der Atherosklerose wie KHK und CVI gefunden werden. Da die Immunantwort von vielen unterschiedlichen Faktoren abhängt, ist es schwierig, Antikörper gegen ox.LDL als diagnostischen oder prognostischen Marker für atherosklerotischer Erkrankungen einzusetzen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sprechen nicht dafür, daß Antikörper gegen ox.LDL als ein Indikator für den Schweregrad von atherosklerotischen Gefäßveränderungen zu verwerten sind oder zur Einschätzung der Progression von atherosklerotischen Veränderungen herangezogen werden können. Sie sind wahrscheinlich eher als allgemeine immunologische Phänomene eines aktiven atherosklerotischen  Geschehens aufzufassen.

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8. Anhang

Erklärung

Ich versichere ausdrücklich, daß ich die Arbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfaßt, andere als die von mir angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die aus den benutzten Werken wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen einzeln nach Ausgabe (Auflage und Jahr des Erscheinens), Band oder Seite des benutzten Werkes kenntlich gemacht habe, und daß ich die Dissertation bisher nicht einem Fachvertreter an einer anderen Hochschule zur Überprüfung vorgelegt oder mich anderweitig um Zulassung zur Promotion beworben habe.

 

 

 

 

 

 

 

Elena Mintert


Lebenslauf

Angaben zur Person

Name:                                                 Elena Mintert

Anschrift:                                            Mühlenkamp 16

                                                           22303 Hamburg

Telefon:                                               040 / 279 34 56

Geburtsdatum:                                      26.06.1973

Geburtsort:                                           München

Familienstand:                                      ledig

Nationalität:                                         deutsch

Schulbildung

1980 – 1984                                         Grundschule an der Herterichstraße, München

1984 – 1990                                         Pullacher Gymnasium, München

1990 – 1992                                         Ludwigsgymnasium, München

                                                           Abschluß: Abitur

Studienverlauf

1992 – 1996                                         Studium der Humanmedizin, Universität Hamburg

1997                                                    Auslandsaufenthalt, Südafrika

1997 – 1998                                         Studiumsfortsetzung, Universität Hamburg        

1998                                                    Promotionsemester, Hamburg

Examina

August 1994                                        Physikum

März 1996                                           Erstes Staatsexamen

März 1998                                           Zweites Staatsexamen

Famulaturen

Februar 1995                                       Psychiatrische Klinik der Universität München

September 1995                                   Chirurgische und Unfallchirurgische Praxis, Hamburg

September 1996                                   Medizinische Aufnahmestation, AK Wandsbek

Januar 1997                                         Gynaecology and Obstetrics, King Edward Hospital, University of Natal, Durban, Südafrika

Februar 1997                                        Paediatrics, St.Mary’s Hospital, Melmoth, Südafrika

August 1997                                         Anesthésie et Réanimation, Hôpital Lapeyronie, Université de Montpellier, Frankreich

Praktisches Jahr

Oktober – Februar 1999                                   Neurologie, AK Barmbek, Hamburg

Februar 1999                                       Unfallchirurgie, UKE, Hamburg

März 1999                                           Herz–Thorax–und Gefäßchirurgie, UKE, Hamburg

April 1999                                            General Surgery, Beth Israel Medical Center, New York

Mai 1999                                             Emergency Medicine, Beth Israel Medical Center, New York, USA

Juni – September 1999                          Innere Medizin, AK Wandsbek, Hamburg


Danksagung

Frau Prof. Dr. Ulrike Beisiegel möchte ich für die Überlassung des Themas und die jederzeit gewährte unkomplizierte Unterstützung bei der Durchführung dieser Dissertation danken.

Herrn Dr. Kai-Uwe Peek und Jörn Eckhoff gilt mein Dank für die Betreuung und Beratung im Rahmen des MEDPED-Programmes.

Allen Mitarbeitern des biochemischen Stoffwechsellabor, besonders den medizinisch-technischen Assistentinnen Silvia Plön und Daniela Berg, danke ich herzlich für die mir entgegengebrachte unkomplizierte Kooperation und den tatkräftigen Beistand.

Lorenz Goebel danke ich von Herzen für die stetige moralische Unterstützung und Geduld während der Verwirklichung dieser Arbeit.

Meinen Eltern danke ich, daß sie mir mit jederzeit großzügiger Unterstützung den Weg zu dieser Arbeit ermöglicht haben.