Die Gesundheit von Herz und Hirn ist eng miteinander verbunden. Beide arbeiten in der Regel gut zusammen. Doch funktioniert eines der beiden Organe nicht richtig, wird auch das andere leichter krank. Dagegen lässt sich vorgehen. Die Bedeutung der Wechselbeziehung von Herz und Hirn für Gesundheit und Krankheit kann daher nicht hoch genug eingeschätzt werden.
Gemeinsame Risikofaktoren und ihre Auswirkungen
Erkrankungen von Herz und Hirn haben zunächst gemeinsame Risikofaktoren wie beispielsweise Bluthochdruck, Diabetes oder erhöhte Blutfettwerte. Ein Bluthochdruck führt langfristig zu Gefäßverengungen sowie zu strukturellen Veränderungen am Herzen, zum Beispiel zu einer Herzwandverdickung. Nach einem Schlaganfall erleiden Betroffene häufiger einen Herzinfarkt und umgekehrt. “Das liegt unter anderem daran, dass durch einen Schlaganfall die Regulation des Herzens unter Stress gesetzt werden kann. Das schädigt das Herz durch eine Unterversorgung mit Sauerstoff und durch zunehmende Entzündungen”, erklärt Prof. Dr. Umgekehrt gibt es einen Zusammenhang zwischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einem erhöhten Risiko für Schlaganfälle. “Ein Herzinfarkt schädigt häufig die Pumpfunktion des Herzens. Häufig werden Gerinnsel durch Vorhofflimmern mit Bildung von Blutgerinnseln in der linken Herzkammer in Folge des unregelmäßigen Herzschlags verursacht. Auch bei Depressionen besteht ein wechselseitiger Zusammenhang zwischen Herz und Gehirn. Einerseits begünstigen Herz-Erkrankungen das Auftreten von Depressionen. Darüber hinaus sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen auch mit einem erhöhten Risiko für geistigen Einschränkungen verbunden. Zudem scheint eine geschwächte Pumpleistung das Demenzrisiko zu erhöhen.
Die Gehirn-Herz-Achse: Ein komplexes Netzwerk
“Die Gehirn-Herz-Achse ist ein komplexes, mehrdimensionales Netzwerk, das bis heute noch nicht bis ins Detail verstanden ist”, erklärt Prof. Dr. “Wir kennen aber die Risikofaktoren und können beide Organsysteme durch die gleichen Maßnahmen schützen. Grundlegend ist ein gesunder Lebensstil mit viel Bewegung und gesunder Ernährung, der auf die Vermeidung von Übergewicht und Erkrankungen wie Bluthochdruck, Hypercholesterinämie und Diabetes abzielt.
Broken-Heart-Syndrom: Wenn das Gehirn das Herz aus dem Takt bringt
Hirnerkrankungen wie ein Schlaganfall können ein Broken-Heart-Syndrom auslösen. Sieben Prozent aller Broken-Heart-Syndrome geht eine akute neurologische Erkrankung voraus. Dabei handelt es sich überwiegend um Schlaganfälle, Hirnblutungen und epileptische Anfälle. Immerhin etwa jeder fünfte bis sechste körperliche Trigger ist damit eine akute Hirnerkrankung. Beide Ereignisse folgen zeitlich dicht aufeinander, innerhalb von ein bis zwei Tagen nach der akuten Gehirnerkrankung trat das Takotsubo-Syndrom (TTS), das auch Broken-Heart-Syndrom genannt wird, mehrheitlich auf. Auffällig war, dass bei den untersuchten Daten der Anteil der Männer mit 18 bis 20 Prozent fast doppelt so hoch war wie sonst beim TTS beobachtet. „Allgemein betrifft das Broken-Heart-Syndrom meist über 50-jährige Frauen, doch hier waren es mehr Männer und jüngere Patienten als wir üblicherweise beim Takotsubo-Syndrom sehen“, sagt Erstautor Professor Jan Scheitz von der Klinik für Neurologie mit Experimenteller Neurologie und vom Centrum für Schlaganfallforschung Berlin (CSB) der Charité - Universitätsmedizin Berlin. Scheitz ist darüber hinaus Teilnehmer des Advanced Clinician Scientist Programm der Charité und des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), das wissenschaftlich tätige Ärzte in Führungspositionen unterstützt. Für ihre Studie analysierten er und seine Kollegen aus Berlin und vom Universitätsspital Zürich Daten von 2.402 Patienten aus dem internationalen Takotsubo-Register, an dem sich 45 Zentren aus 14 Ländern beteiligen. Dabei wählten sie nur Personen aus, für die vollständige Informationen zu akuten neurologischen Erkrankungen vorlagen. Klassische Auslöser für ein TTS sind emotional sehr belastende Ereignisse oder körperlicher Stress wie starke Schmerzen. Berichte von einzelnen Patienten legten bereits nahe, dass auch neurologische Erkrankungen TTS hervorrufen können. Obwohl die Beschwerden denen bei einem Herzinfarkt ähneln, sind bei einem TTS keine Herzkranzgefäße verengt oder verstopft. Es handelt sich vielmehr um eine Herzmuskelerkrankung, bei der die linke Herzkammer sich typisch verformt. Die Form erinnert an eine japanische Tintenfisch-Falle namens „Tako-Tsubo“. Die Erkrankung verläuft meistens gutartig und kann sich vollständig zurückbilden. Trotzdem sind schwerwiegende Komplikationen, wie lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen oder ein plötzlicher Herztod möglich. Scheitz und seine Kollegen beobachteten, dass solche schweren Verläufe bei Patienten mit vorangegangenen neurologischen Erkrankungen häufiger auftraten. „Es ist bemerkenswert, dass eine Hirnerkrankung das Herz so durcheinanderbringen kann und belegt einmal mehr, wie eng Herz und Gehirn verbunden sind“, so Scheitz. TTS sei damit eine mögliche Komplikation, an die Neurologen nach einer akuten Hirnerkrankung wie einem Schlaganfall unbedingt denken sollten. Vor allem weil bei neurologischen Patienten die typischen Beschwerden wie Luftnot, Schmerzen und Engegefühl in der Brust nicht so häufig sind. Eventuell können sie diese auch nicht äußern, da sie zum Beispiel nach einem epileptischen Anfall bewusstlos sind oder nach einem Schlaganfall nicht sprechen können. Die behandelnden Ärzte sollten deshalb in dem kurzen kritischen Zeitraum der ersten wenigen Tage nach Krankenhausaufnahme die Blutwerte stärker auf eine Herz-Beteiligung untersuchen und die Patienten länger per EKG überwachen.
Entzündungen als Bindeglied zwischen Herz und Hirn
Die nach einem Herzinfarkt ausgelösten Entzündungsprozesse betreffen offenbar nicht nur das Myokard. Im Tiermodell konnten Wissenschaftler aus Hannover auch im Gehirn Nachwirkungen der Ischämie nachweisen. Das Gehirn könnte durch einen Herzinfarkt mehr in Mitleidenschaft gezogen werden, als man bisher vermutet hat. Immunprozesse könnten die entscheidende Verbindung zwischen kardialen und neuronalen Störungen darstellen, berichten James Thackeray und Kollegen im „The Journal of The American College of Cardiology“. Auf Basis dieser Erkenntnis könnten künftig neue antiinflammatorische Therapiestrategien entwickelt werden, von denen beide Systeme, also Herz und Gehirn, profitierten.
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Entzündung in Herz und Hirn
Die Forscher haben bei Mäusen künstlich eine myokardiale Ischämie herbeigeführt und danach zu verschiedenen Zeitpunkten mithilfe einer Positronen-Emissions-Tomografie (PET) das mitochondriale Transmembranprotein TSPO sichtbar gemacht. TSPO ist typischerweise in aktivierten Makrophagen und Microglia-Zellen hochreguliert. Eine Aktivierung der im ZNS vorkommenden Microglia-Zellen gilt wiederum als Anzeichen für eine Neuroinflammation.
Interessant war, dass die Hochregulierung des Entzündungsmarkers nach dem Infarkt im Herzen und im Gehirn zeitgleich stattfand. Dabei waren eine frühe und eine späte Phase der Immunreaktion zu erkennen: die erste kurz nach dem Infarkt und eine erneutes Signal in der 8. Woche. Dazwischen war die Immunantwort sowohl im Myokard als auch im Gehirn abgeflacht.
Die erneute Hochregulierung passierte zu einem Zeitpunkt, zu dem das volle Bild sich einer entwickelnden Herzinsuffizienz sichtbar wurde, berichten die Studienautoren. Durch Gabe eines ACE-Hemmers ließ sich das kardiale Remodeling teilweise aufhalten, ebenso war bei den damit behandelten Mäusen die akute Inflammation im Herzen und im Gehirn abgeschwächt.
Herzschwäche verursacht Neuroinflammation
Daher gehen die Wissenschaftler vom MHH davon aus, dass Herz und Gehirn nach einem Infarkt tatsächlich direkt miteinander interagieren. Sie vermuten, dass die Auswirkungen der Herzinsuffizienz wie ein eingeschränkter Blutfluss, Erhöhung der Zytokin-Konzentration und Anstieg von Angiotensin II die Ursache für die erneute Immunreaktion im Gehirn sein könnten. Generell denkbar wäre aber auch die umgekehrte Richtung, also dass die Neuroinflammation die Entwicklung einer Herzschwäche begünstigt.
Die im Tiermodell gemachten Beobachtungen konnten Thackeray und Kollegen auch bei drei Patienten zeigen, die einen Herzinfarkt erlitten hatten. TSPO war bei ihnen ebenfalls im Herz und Gehirn hochreguliert, bei gesunden Menschen dagegen nicht.
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Allerdings lässt diese Studie keine Rückschlüsse zu, ob die Detektierung dieses Markers tatsächlich mit einer späteren neuronalen Störung gleichzusetzen ist.
Kognitive Einschränkungen bei Herzinsuffizienz
Mehr als die Hälfte aller Patientinnen und Patienten mit schwachem Herzen leidet auch an kognitiven Einschränkungen. Fast vier Millionen Menschen in Deutschland leiden unter einer Herzschwäche, in der Fachwelt auch Herzinsuffizienz genannt. Eine umfassende Behandlung und die exakte Einnahme von Medikamenten sind für diese Patientinnen und Patienten überlebenswichtig. Viele von ihnen sind jedoch nicht in der Lage, einen genauen Therapieplan einzuhalten, denn eine Herzschwäche kann sowohl das Gedächtnis als auch die Aufmerksamkeit stören, die sogenannten kognitiven Fähigkeiten. Forschende der Disziplinen Kardiologie, Neurologie, Neuroradiologie und Neuropsychologie am Universitätsklinikum Würzburg haben herausgefunden, dass 68 Prozent der untersuchten Erkrankten an kognitiven Defiziten in unterschiedlicher Ausprägung leiden. Diese Defizite gehen mit Veränderungen bzw. der Schrumpfung einer bestimmten Gehirnregion einher, des Hippocampus. Unter Leitung der Kardiologin Dr. Anna Frey und ihres Kollegen Professor Dr. Störk sowie des Neurologen Professor Dr. Guido Stoll wurden 148 Patientinnen und Patienten mittleren Alters untersucht, deren Herzschwäche bereits mindestens ein Jahr zuvor diagnostiziert worden war. Sie wurden zahlreichen kardiologischen und neurologischen Tests unterzogen. Dazu zählten neben dem EKG und der Echokardiografie, also dem Herzultraschall, auch Herz-Kreislaufuntersuchungen inklusive eines Sechs-Minuten-Gehtests sowie neurologische Untersuchungen einschließlich einer Ultraschalluntersuchung der Halsgefäße und einer Kernspintomografie des Gehirns. Diese Untersuchungen werden im Abstand von einem, drei und fünf Jahren wiederholt.
Herzinsuffizienz und ihre Folgen
Eine Herzschwäche bzw. Herzinsuffizienz ist auf eine verminderte Pumpfunktion des Herzmuskels zurückzuführen. Das Herz besitzt nicht mehr genügend Kraft, ausreichend Blut in den Körper zu pumpen und lebenswichtige Organe wie Gehirn, Leber und Nieren mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen. Die Folge: Erkrankte ermüden schneller, sie werden kurzatmig und ihre Leistungsfähigkeit nimmt stark ab. Chronischer Bluthochdruck, eine Verengung der Herzkranzgefäße oder ein Herzinfarkt, aber auch Herzrhythmusstörungen, Autoimmun- und Stoffwechselerkrankungen können eine Herzinsuffizienz bewirken. Die Krankheit ist nicht vollständig heilbar, kann meist aber gut behandelt werden. Lebensqualität und -erwartung hängen vom Alter der Betroffenen und von den Begleiterkrankungen ab.
Vergleichsstudie mit gesunden Probanden
Eine weitere Besonderheit der Studie ist die Zusammenarbeit mit einer österreichischen Partnereinrichtung. „Um die MRT-Bilder unserer Patientinnen und Patienten auszuwerten, haben wir die Bilder mit insgesamt 288 gesunden Probanden gleichen Geschlechts und Alters aus einer in Österreich durchgeführten Schlaganfall-Studie verglichen“, erläutert Stoll, leitender Oberarzt der Neurologischen Klinik und Poliklinik am Universitätsklinikum Würzburg.
Das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI)
Das DZHI ist ein integriertes Forschungs- und Behandlungszentrum unter dem Dach von Universitätsklinikum und Universität Würzburg und wird seit dem Jahr 2010 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Ziel ist es, effektive Strategien für Prävention und Therapie der Herzinsuffizienz zu entwickeln und die Erkrankung grundlegend zu erforschen. „Diese Ergebnisse zeigen den Bedarf an weiteren Studien, die auf eine Verbesserung der kognitiven Funktionen bei herzinsuffizienten Patienten abzielen“, bestätigt der Ärztliche Direktor des Uniklinikums Würzburg, Professor Dr. Georg Ertl. „Denn die durch die verminderte Herz- und Hirnleistung betroffenen Patienten befinden sich in einem Dilemma. Eine Herzschwäche stellt aufgrund des komplexen Therapieplans mit regelmäßiger Prüfung der Vitalwerte, konsequenter Einnahme der Medikamente und Beschränkung der Trinkmenge erhöhte kognitive Anforderungen. Demgegenüber stehen die verminderten kognitive Fähigkeiten. Viele Patienten können aus diesem Grund den Therapieplan schlichtweg nicht einhalten. Störk, Leiter der Herzinsuffizienz-Ambulanz des an der Universität Würzburg angesiedelten Deutschen Zentrums für Herzinsuffizienz (DZHI), zieht folgendes Fazit aus der Studie: „Die Studie bestärkt uns Ärzte darin, dass wir Herzschwäche-Patientinnen und -Patienten künftig noch intensiver betreuen müssen. Das fängt bei der Diagnose an, die wir patientengerecht vermitteln müssen, idealerweise in Gegenwart eines Angehörigen. Es geht weiter mit dem Behandlungsplan, den wir möglichst schriftlich mitgeben, und hört auf bei der Unterstützung der Patienten durch eine Herzinsuffizienz-Schwester, die die Patientinnen und Patienten regelmäßig kontaktiert, deren Werte überprüft, die Medikamenteneinnahme kontrolliert und sie bis zur Stabilisierung der Symptome begleitet.“ Bereits aus eigenen früheren Studien sei bekannt, dass dieser Ansatz von entscheidender Bedeutung ist. Die Kardiologin Anna Frey warnt jedoch vor einer Pauschalisierung: Nicht jede Patientin oder jeder Patient mit einer Herzschwäche leide zwangsläufig an einer Gedächtnisstörung oder werde diese entwickeln: „Immerhin haben wir bei 32 Prozent aller Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer mit Herzinsuffizienz keine Auffälligkeiten im Gehirn gefunden.
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