Dyszirkulatorische Enzephalopathie - Ursachen und Pathogenese

Ursachen der zerebrovaskulären Insuffizienz

Die Ursachen für akute und chronische zerebrovaskuläre Ereignisse sind dieselben. Arteriosklerose und arterielle Hypertonie zählen zu den wichtigsten ätiologischen Faktoren; häufig wird eine Kombination dieser beiden Erkrankungen festgestellt. Eine chronische zerebrovaskuläre Insuffizienz kann auch durch andere Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursacht werden, insbesondere solche, die mit Symptomen einer chronischen Herzinsuffizienz und Herzrhythmusstörungen (sowohl konstanten als auch paroxysmalen Formen von Arrhythmien) einhergehen und häufig zu einem Abfall der systemischen Hämodynamik führen. Auch Gefäßanomalien des Gehirns, des Halses, des Schultergürtels und der Aorta, insbesondere ihres Bogens, sind von Bedeutung; sie können sich erst manifestieren, wenn sich in diesen Gefäßen ein atherosklerotischer, hypertensiver oder anderer erworbener Prozess entwickelt. In jüngster Zeit wurde venösen Pathologien, nicht nur intra-, sondern auch extrakraniellen, eine wichtige Rolle bei der Entstehung einer zerebrovaskulären Insuffizienz zugeschrieben. Die Kompression arterieller und venöser Gefäße kann eine gewisse Rolle bei der Entstehung einer chronischen zerebralen Ischämie spielen. Dabei ist nicht nur der spondylogene Einfluss zu berücksichtigen, sondern auch die Kompression durch veränderte Nachbarstrukturen (Muskeln, Faszien, Tumoren, Aneurysmen). Niedriger Blutdruck beeinträchtigt die Hirndurchblutung, insbesondere bei älteren Menschen. Bei dieser Patientengruppe können im Zusammenhang mit seniler Arteriosklerose Schäden an den kleinen Kopfarterien auftreten. Eine weitere Ursache für chronisches zerebrales Kreislaufversagen bei älteren Patienten ist die zerebrale Amyloidose – die Ablagerung von Amyloid in den Hirngefäßen, die zu degenerativen Veränderungen der Gefäßwand mit möglichem Riss führt.

Sehr häufig wird bei Patienten mit Diabetes mellitus eine zerebrovaskuläre Insuffizienz festgestellt, sie entwickeln nicht nur Mikro-, sondern auch Makroangiopathien verschiedener Lokalisationen. Auch andere pathologische Prozesse können zu einer chronischen zerebrovaskulären Insuffizienz führen: Rheuma und andere Erkrankungen aus der Gruppe der Kollagenosen, spezifische und unspezifische Vaskulitis, Blutkrankheiten etc. In der ICD-10 werden diese Erkrankungen jedoch zu Recht in die Überschriften der angegebenen nosologischen Formen eingeordnet, was die richtige Behandlungstaktik bestimmt.

Klinisch nachweisbare Enzephalopathien weisen in der Regel eine gemischte Ätiologie auf. Bei Vorliegen der Hauptfaktoren für die Entwicklung einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz können alle anderen Ursachen dieser Pathologie als zusätzliche Ursachen interpretiert werden. Die Identifizierung zusätzlicher Faktoren, die den Verlauf einer chronischen zerebralen Ischämie signifikant verschlimmern, ist für die Entwicklung eines korrekten ätiopathogenetischen und symptomatischen Behandlungskonzepts unerlässlich.

Ursachen der zerebrovaskulären Insuffizienz

Hauptsächlich:

• Arteriosklerose;
• arterielle Hypertonie.

Zusätzlich:

• Herzerkrankung mit Anzeichen eines chronischen Kreislaufversagens;
• Herzrhythmusstörungen;
• Gefäßanomalien, hereditäre Angiopathien;
• venöse Pathologie;
• Gefäßkompression;
• arterielle Hypotonie;
• zerebrale Amyloidose;
• Diabetes mellitus;
• Vaskulitis;
• Blutkrankheiten.

Pathogenese der zerebrovaskulären Insuffizienz

Die oben genannten Krankheiten und pathologischen Zustände führen zur Entwicklung einer chronischen zerebralen Hypoperfusion, d. h. zu einer langfristigen Unterversorgung des Gehirns mit den wichtigsten Stoffwechselsubstraten (Sauerstoff und Glukose), die durch den Blutfluss geliefert werden. Mit dem langsamen Fortschreiten der sich bei Patienten mit chronischer zerebraler Kreislaufinsuffizienz entwickelnden Hirnfunktionsstörung entfalten sich pathologische Prozesse hauptsächlich auf der Ebene der kleinen Hirnarterien (zerebrale Mikroangiopathie). Eine ausgedehnte Schädigung der kleinen Arterien verursacht diffuse bilaterale ischämische Schäden, hauptsächlich der weißen Substanz, und mehrere lakunäre Infarkte in den tiefen Teilen des Gehirns. Dies führt zu einer Störung der normalen Gehirnfunktion und zur Entwicklung unspezifischer klinischer Manifestationen - Enzephalopathie.

Eine hohe Blutversorgung ist für eine ausreichende Gehirnfunktion notwendig. Das Gehirn, das 2,0–2,5 % des Körpergewichts ausmacht, verbraucht 20 % des im Körper zirkulierenden Blutes. Der durchschnittliche zerebrale Blutfluss in den Hemisphären beträgt 50 ml pro 100 g/min, in der grauen Substanz ist er jedoch 3-4 mal höher als in der weißen Substanz, und auch in den vorderen Teilen des Gehirns besteht eine relative physiologische Hyperperfusion. Mit zunehmendem Alter nimmt der zerebrale Blutfluss ab und die frontale Hyperperfusion verschwindet, was bei der Entwicklung und Zunahme einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz eine Rolle spielt. Unter Ruhebedingungen beträgt der Sauerstoffverbrauch des Gehirns 4 ml pro 100 g/min, was 20 % des gesamten in den Körper gelangenden Sauerstoffs entspricht. Der Glukoseverbrauch beträgt 30 μmol pro 100 g/min.

Im Gefäßsystem des Gehirns gibt es 3 strukturelle und funktionelle Ebenen:

• die Hauptarterien des Kopfes - die Halsschlagadern und die Wirbelarterien, die Blut zum Gehirn transportieren und das Volumen des zerebralen Blutflusses regulieren;
• oberflächliche und perforierende Arterien des Gehirns, die Blut in verschiedene Regionen des Gehirns verteilen;
• Mikrozirkulationsgefäße, die Stoffwechselprozesse ermöglichen.

Bei Arteriosklerose entwickeln sich Veränderungen zunächst vor allem in den Hauptschlagadern des Kopfes und den Arterien der Hirnoberfläche. Bei arterieller Hypertonie sind vor allem perforierende intrazerebrale Arterien betroffen, die die tiefen Hirnregionen versorgen. Mit der Zeit breitet sich der Prozess bei beiden Erkrankungen auf die distalen Teile des Arteriensystems aus, und es kommt zu einer sekundären Reorganisation der Gefäße des Mikrokreislaufbetts. Klinische Manifestationen einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz, die eine Angioenzephalopathie widerspiegeln, entwickeln sich, wenn der Prozess vor allem im Mikrokreislaufbett und in kleinen perforierenden Arterien lokalisiert ist. In dieser Hinsicht ist die Maßnahme zur Vorbeugung der Entwicklung einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz und ihres Fortschreitens eine adäquate Behandlung der Grunderkrankung(en).

Der zerebrale Blutfluss hängt vom Perfusionsdruck (der Differenz zwischen systemischem arteriellem Druck und venösem Druck im Subarachnoidalraum) und dem Widerstand der Hirngefäße ab. Normalerweise bleibt der zerebrale Blutfluss aufgrund des Autoregulationsmechanismus trotz arterieller Druckschwankungen von 60 bis 160 mmHg stabil. Bei einer Schädigung der Hirngefäße (Lipogyalinose mit Entwicklung einer Gefäßwandareaktivität) wird der zerebrale Blutfluss stärker von der systemischen Hämodynamik abhängig.

Bei langfristiger arterieller Hypertonie wird eine Verschiebung der oberen Grenze des systolischen Drucks beobachtet, bei der der zerebrale Blutfluss stabil bleibt und Autoregulationsstörungen über einen längeren Zeitraum nicht auftreten. Eine ausreichende Durchblutung des Gehirns wird durch einen erhöhten Gefäßwiderstand aufrechterhalten, was wiederum zu einer erhöhten Belastung des Herzens führt. Es wird angenommen, dass ein ausreichender zerebraler Blutfluss möglich ist, bis signifikante Veränderungen der kleinen intrazerebralen Gefäße mit der Bildung eines für die arterielle Hypertonie charakteristischen lakunären Zustands auftreten. Folglich besteht eine gewisse Zeitreserve, in der eine rechtzeitige Behandlung der arteriellen Hypertonie die Bildung irreversibler Veränderungen der Gefäße und des Gehirns verhindern oder deren Schweregrad verringern kann. Wenn die chronische zerebrale Kreislaufinsuffizienz nur auf arterieller Hypertonie beruht, ist die Verwendung des Begriffs „hypertensive Enzephalopathie“ gerechtfertigt. Bei schweren hypertensiven Krisen kommt es immer zu einer Störung der Autoregulation mit der Entwicklung einer akuten hypertensiven Enzephalopathie, die die Symptome einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz jedes Mal verschlimmert.

Es ist eine bestimmte Abfolge atherosklerotischer Gefäßläsionen bekannt: Zunächst ist der Prozess in der Aorta lokalisiert, dann in den Herzkranzgefäßen, dann in den Gefäßen des Gehirns und später in den Extremitäten. Atherosklerotische Gefäßläsionen des Gehirns sind in der Regel multipel und in den extra- und intrakraniellen Abschnitten der Halsschlagadern und Wirbelarterien sowie in den Arterien lokalisiert, die den Circulus arteriosus Willis und seine Äste bilden.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass sich hämodynamisch signifikante Stenosen mit einer Verengung des Lumens der Hauptarterien des Kopfes um 70-75% entwickeln. Der zerebrale Blutfluss hängt jedoch nicht nur vom Schweregrad der Stenose ab, sondern auch vom Zustand der Kollateralzirkulation, der Fähigkeit der Hirngefäße, ihren Durchmesser zu verändern. Die angegebenen hämodynamischen Reserven des Gehirns ermöglichen asymptomatische Stenosen ohne klinische Manifestationen. Selbst bei hämodynamisch unbedeutender Stenose entwickelt sich jedoch mit ziemlicher Sicherheit ein chronisches zerebrales Kreislaufversagen. Der atherosklerotische Prozess in den Gefäßen des Gehirns ist nicht nur durch lokale Veränderungen in Form von Plaques gekennzeichnet, sondern auch durch eine hämodynamische Umstrukturierung der Arterien im Bereich distal der Stenose oder Okklusion.

Auch die Struktur der Plaques ist von großer Bedeutung. Sogenannte instabile Plaques führen zur Entwicklung arterioarterieller Embolien und akuter zerebrovaskulärer Ereignisse, meist vom Typ einer vorübergehenden ischämischen Attacke. Eine Blutung in eine solche Plaque geht mit einer schnellen Volumenzunahme mit zunehmendem Stenosegrad und einer Verschlimmerung der Symptome einer chronischen zerebrovaskulären Insuffizienz einher.

Wenn die Hauptschlagadern des Kopfes betroffen sind, ist der zerebrale Blutfluss stark von systemischen hämodynamischen Prozessen abhängig. Solche Patienten reagieren besonders empfindlich auf arterielle Hypotonie, die zu einem Abfall des Perfusionsdrucks und einer Zunahme ischämischer Erkrankungen im Gehirn führen kann.

In den letzten Jahren wurden zwei hauptsächliche pathogenetische Varianten der chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz betrachtet. Sie basieren auf morphologischen Zeichen – der Art der Schädigung und der vorherrschenden Lokalisation. Bei diffuser bilateraler Schädigung der weißen Substanz wird eine leukoenzephalopathie oder subkortikale Biswanger-Variante der zerebrovaskulären Insuffizienz unterschieden. Die zweite ist eine lakunäre Variante mit dem Vorhandensein mehrerer lakunärer Herde. In der Praxis sind jedoch häufig gemischte Varianten anzutreffen. Vor dem Hintergrund der diffusen Schädigung der weißen Substanz finden sich multiple kleine Infarkte und Zysten, bei deren Entwicklung neben Ischämien wiederholte Episoden zerebraler hypertensiver Krisen eine wichtige Rolle spielen können. Bei der hypertensiven Angioenzephalopathie befinden sich Lakunen in der weißen Substanz der Frontal- und Parietallappen, des Putamens, der Brücke, des Thalamus und des Nucleus caudatus.

Die lakunäre Variante wird am häufigsten durch einen direkten Verschluss kleiner Gefäße verursacht. In der Pathogenese diffuser Schäden der weißen Substanz spielen wiederholte Episoden eines Abfalls der systemischen Hämodynamik – arterielle Hypotonie – die Hauptrolle. Ursache für einen Blutdruckabfall können eine unzureichende antihypertensive Therapie oder eine Abnahme des Herzzeitvolumens sein, beispielsweise bei paroxysmalen Herzrhythmusstörungen. Wichtig sind auch anhaltender Husten, chirurgische Eingriffe und orthostatische arterielle Hypotonie aufgrund vegetativ-vaskulärer Insuffizienz. In diesem Fall kann bereits ein geringer Blutdruckabfall zu Ischämie in den Endzonen der angrenzenden Blutversorgung führen. Diese Zonen sind oft selbst während der Entwicklung von Infarkten klinisch „stumm“, was zur Ausbildung eines Multiinfarktzustandes führt.

Bei chronischer Hypoperfusion, dem wichtigsten pathogenetischen Glied bei chronischer zerebraler Kreislaufinsuffizienz, können Kompensationsmechanismen erschöpft sein, die Energieversorgung des Gehirns wird unzureichend, was zunächst zu Funktionsstörungen und dann zu irreversiblen morphologischen Schäden führt. Chronische zerebrale Hypoperfusion ist gekennzeichnet durch eine Verlangsamung des zerebralen Blutflusses, eine Abnahme des Sauerstoff- und Glukosegehalts im Blut (Energiemangel), oxidativen Stress, eine Verschiebung des Glukosestoffwechsels in Richtung anaerober Glykolyse, Laktatazidose, Hyperosmolarität, Kapillarstase, eine Neigung zur Thrombose, Depolarisation der Zellmembranen, Aktivierung der Mikroglia, die mit der Synthese von Neurotoxinen beginnt, was zusammen mit anderen pathophysiologischen Prozessen zum Zelltod führt. Bei Patienten mit zerebraler Mikroangiopathie wird häufig eine granuläre Atrophie der kortikalen Bereiche festgestellt.

Ein multifokaler pathologischer Zustand des Gehirns mit überwiegender Schädigung der tiefen Abschnitte führt zur Störung der Verbindungen zwischen kortikalen und subkortikalen Strukturen und zur Ausbildung sogenannter Disconnection-Syndrome.

Eine verminderte zerebrale Durchblutung geht zwangsläufig mit Hypoxie einher und führt zur Entwicklung von Energiemangel und oxidativem Stress – einem universellen pathologischen Prozess, einem der Hauptmechanismen der Zellschädigung bei zerebraler Ischämie. Die Entwicklung von oxidativem Stress ist sowohl bei Sauerstoffmangel als auch bei Sauerstoffüberschuss möglich. Ischämie hat eine schädigende Wirkung auf das antioxidative System und führt zu einem pathologischen Weg der Sauerstoffverwertung – der Bildung seiner aktiven Formen infolge der Entwicklung einer zytotoxischen (bioenergetischen) Hypoxie. Die freigesetzten freien Radikale verursachen Schäden an Zellmembranen und mitochondriale Dysfunktion.

Akute und chronische Formen eines ischämischen Schlaganfalls können ineinander übergehen. Ein ischämischer Schlaganfall entwickelt sich in der Regel vor einem bereits veränderten Hintergrund. Patienten zeigen morphofunktionelle, histochemische und immunologische Veränderungen, die durch den vorangegangenen zerebrovaskulären Prozess (hauptsächlich atherosklerotische oder hypertensive Angioenzephalopathie) verursacht werden und deren Symptome sich in der Zeit nach dem Schlaganfall deutlich verstärken. Der akute ischämische Prozess wiederum löst eine Kaskade von Reaktionen aus, von denen einige in der akuten Phase enden, andere auf unbestimmte Zeit anhalten und zur Entstehung neuer pathologischer Zustände beitragen, was zu einer Zunahme der Symptome einer chronischen zerebrovaskulären Insuffizienz führt.

Pathophysiologische Prozesse in der Zeit nach einem Schlaganfall äußern sich in einer weiteren Schädigung der Blut-Hirn-Schranke, Mikrozirkulationsstörungen, Veränderungen der Immunreaktivität, Erschöpfung des antioxidativen Abwehrsystems, Fortschreiten der endothelialen Dysfunktion, Erschöpfung der Antikoagulanzienreserven der Gefäßwand, sekundären Stoffwechselstörungen und Störungen der Kompensationsmechanismen. Es kommt zu einer zystischen und zystisch-glialen Transformation der geschädigten Hirnareale, wodurch diese von morphologisch unbeschädigtem Gewebe abgetrennt werden. Auf ultrastruktureller Ebene können jedoch Zellen mit apoptoseähnlichen Reaktionen, die in der akuten Phase des Schlaganfalls ausgelöst wurden, um die nekrotischen Zellen herum persistieren. All dies führt zu einer Verschlimmerung der chronischen zerebralen Ischämie, die vor dem Schlaganfall auftritt. Das Fortschreiten der zerebrovaskulären Insuffizienz wird zu einem Risikofaktor für die Entwicklung wiederkehrender Schlaganfälle und vaskulärer kognitiver Störungen bis hin zur Demenz.

Die Zeit nach einem Schlaganfall ist durch eine Zunahme kardiovaskulärer Pathologien und Störungen nicht nur der zerebralen, sondern auch der allgemeinen Hämodynamik gekennzeichnet.

In der Restperiode eines ischämischen Schlaganfalls kommt es zur Erschöpfung des antiaggregatorischen Potenzials der Gefäßwand, was zur Thrombusbildung, einer Zunahme der Arteriosklerose und einer fortschreitenden unzureichenden Blutversorgung des Gehirns führt. Dieser Prozess ist bei älteren Patienten von besonderer Bedeutung. In dieser Altersgruppe werden unabhängig von einem vorangegangenen Schlaganfall eine Aktivierung des Blutgerinnungssystems, eine funktionelle Insuffizienz der Antikoagulationsmechanismen, eine Verschlechterung der rheologischen Eigenschaften des Blutes sowie Störungen der systemischen und lokalen Hämodynamik festgestellt. Der Alterungsprozess des Nerven-, Atmungs- und Herz-Kreislaufsystems führt zu einer Störung der Autoregulation des Hirnkreislaufs sowie zur Entwicklung oder Zunahme einer Hirnhypoxie, die wiederum zu einer weiteren Schädigung der Autoregulationsmechanismen beiträgt.

Eine Verbesserung der zerebralen Durchblutung, die Beseitigung der Hypoxie und eine Optimierung des Stoffwechsels können jedoch den Schweregrad der Funktionsstörung verringern und zum Erhalt des Hirngewebes beitragen. In diesem Zusammenhang sind eine rechtzeitige Diagnose einer chronischen zerebralen Kreislaufinsuffizienz und eine angemessene Behandlung sehr wichtig.

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