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Rosskastanie macht Endothel wieder dicht

17.05.2004
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Chronisch venöse Insuffizienz

Rosskastanie macht Endothel wieder dicht

von Stephan Nees und Sonja Paulus, München

Besteht eine chronisch venöse Insuffizienz (CVI) über viele Jahre hinweg, kann sie zu einem Funktionsverlust vor allem der oberflächlichen Beinvenen mit der Gefahr von Thrombophlebitis, Thrombose, Ödemen und Hautveränderungen bis hin zu schlecht heilenden Ulcera führen. Mit Blick auf das Hämostasesystem ergeben sich nun neue Erkenntnisse zur Pathogenese der CVI.

Blut verhält sich in einem Wundbereich ganz anders als innerhalb des Kreislaufsystems. Strömt es aus verletzten Blutgefäßen aus, beginnt es zu verklumpen – zunächst nur an den Wundrändern, dann innerhalb von nur zwei bis drei Minuten auch an den noch offenen Wundbereichen. So kommt die Blutung zum Stillstand.

Im Allgemeinen greifen solche Thrombosierungsprozesse bei Verletzungen nicht auf das im Kreislaufsystem strömende Blut über. Bei Erkrankungen wie der CVI können die Prozesse der Hämostase jedoch entgleisen. Bestimmte aromatische Pflanzeninhaltsstoffe wie etwa aus Rosskastaniensamen können diese wieder in ihre Bahnen lenken.

In der blutenden Wunde finden verschiedene humorale und zelluläre Wechselwirkungen statt. Die im Blutstrom in großer Konzentration vorhandenen Thombozyten beziehungsweise Plättchen (150.000 bis 300.000/µl) können sich bei einer Verletzung sofort an extravasalen Gewebekomponenten der Wunde (Collagen) verankern. Das im Blutplasma vorhandene Protein Fibrinogen vermittelt die Aggregation der Plättchen, indem es die akut entfalteten Membranrezeptoren der aktivierten Thrombozyten vernetzt und dabei wie ein Zellklebstoff wirkt.

Jeder Thrombozyt besitzt für sich allein nur eine sehr kleine Membranoberfläche – die Gesamtheit der vielen Millionen im Thrombus verklebten Plättchen bildet jedoch auf kleinstem Raum eine bis zu quadratmetergroße Membranfläche. Dies ist von höchster funktioneller Bedeutung: Auf jedem aktivierten Thrombozyten kommt es nun – ebenfalls über spezielle Rezeptoren vermittelt – zu einer schnellen Akkumulation aktivierter Gerinnungsfaktoren, deren Vorstufen mit dem Blutstrom geliefert werden. So gelingt es dem Körper, die Gerinnungskaskaden gerade dort höchst effizient ablaufen zu lassen, wo sie dringend gebraucht werden.

Auch enorme Mengen von neutrophilen Granulozyten (PMN) werden mit dem Blut herangebracht, durch verschiedene Plättchenfreisetzungsprodukte aktiviert und in den Thrombus integriert. Sie werden dort zur prompten immunologischen Abwehr vorhandener Mikroorganismen benötigt.

Das Gleichgewicht behalten

Infolge dieser autokatalytischen Mechanismen besteht eine hohe Tendenz zur Thrombusbildung. Was aber verhindert das Übergreifen auf die benachbarten, noch intakten Blutgefäße, was hält Thrombose und Entzündung innerhalb des Gefäßsystems unter Kontrolle?

Alle Blutgefäße sind auf ihrer Innenseite von einem biochemisch hoch aktiven, tapetenartigen Gewebe ausgekleidet, dem vaskulären Endothel. In gesunden Venen gibt das Gewebe kontinuierlich plasmatische Inhibitoren ab und aktiviert diese, so dass Plättchen, PMN und Gerinnungsfaktoren innerhalb des Kreislaufsystems ständig ruhig gestellt sind. Zudem kann es sogar kleinere Blutgerinnsel selbst wieder auflösen und so die Durchblutung der Organe selbst unter erschwerten Bedingungen, zum Beispiel im Verlauf einer Operation, noch ermöglichen.

Im Bereich einer blutenden Wunde sind die geschilderten autokatalytischen Verstärkungsreaktionen absolut notwendig, um schnell einen wundabdeckenden Thrombus auszubilden. Das Blut verliert den Kontakt zum Endothel, und die Verstärkungsreaktionen können ungehindert von den nur kurzlebigen endothelialen Inhibitoren rasch ablaufen. Innerhalb des Blutgefäßsystems herrschen dagegen die Hemmstoffe des vaskulären Endothels vor und verhindern intravasale Gerinnsel, solange sie durch das gesunde Endothel ständig nachgeliefert werden.

Das Verhältnis der endothelialen Kontaktfläche zum Blutvolumen ist in großen Blutgefäßen viel geringer als in kleinen. Für eine ausreichende Konzentration der Inhibitoren in den großen Venen sorgt deshalb vor allem das Endothel der in allen Organen millionenfach vorhandenen Mikrogefäße. Diese kleinsten Venen, so genannte Venulen, sind den großen Venen im Kreislaufsystem vorgeschaltet. Sie speisen ihr Blut also ständig in das Venensystem ein.

Solange das so für den Weitertransport zur Lunge vorbereitete Blut rasch fließt, gibt es keine Probleme. Bewegungsloses Stehen oder Sitzen mit übergeschlagenen Beinen behindert jedoch den venösen Rückstrom des Blutes in den unteren Extremitäten erheblich. Dadurch kann es bei bestimmten Patienten zu einem kritischen Abfall der endothelialen Hemmstoffe kommen. Dann besteht die Gefahr einer zunehmenden Interaktion von Gerinnungsfaktoren, Plättchen und PMN.

Forschungserkenntnisse der letzten Jahre erklären, warum sich diese zunächst nur schleichende, im Verborgenen ablaufende Aktivierung der erwähnten Blutkomponenten bevorzugt in den kleinsten Venen der Haut und in den Venenwänden der Beine auswirkt. Große Beinvenen haben ebenso wie das subcutane Gefäßsystem in ihrer Wand ein besonders dichtes Mikrogefäßnetz, das viele Venulen enthält. Physiologischerweise ist dieses venuläre Endothel der bevorzugte Ort für die Rekrutierung der PMN für die Körperabwehr. Nach lokaler Aktivierung durch Entzündungsmediatoren ist es sofort in der Lage, Leukozyten über spezielle Membranstrukturen zu binden und aus dem Intra- in den Extravasalraum zu leiten. Erst wenn die Abwehrzellen den angestrebten Infektionsort erreicht haben, beginnen sie mit ihren physiologischen bakteriziden und gewebetoxischen Aktivitäten.

Finden solche Abwehrreaktionen dagegen schon vor der Emigration der Leukozyten direkt an der Oberfläche des venulären Endothels statt und kommt es dort auf Grund bereits gebundener Plättchen zu einer besonders heftigen Aktivierung der PMN, besteht nicht nur die Gefahr fortschreitender Mikrothrombosierungen, sondern auch von Gewebedestruktionen mit der Ausbreitung entzündlicher Ödeme. Diese können sich bei vorbelasteten Patienten in den Beinvenen besonders ungünstig auf die Durchblutung der Haut und der Venenwände auswirken, da hier die Mikrozirkulation oft schon lange durch chronische, anfangs nur rein hydrostatisch bedingte Ödeme behindert ist.

In-vitro-Erfolge

Mithilfe spezieller zellphysiologischen Methoden kann das Verhalten im Gewebelabor gezüchteter, venulärer Endothelzellen aus Tierherzen hinsichtlich diverser Blutkomponenten untersucht werden. Dabei misst man die Dichtigkeit eines gezüchteten Endothelrasens, indem Wasser durch das Gewebe filtriert wird.

Es führen weder aktivierte Plättchen noch PMN alleine zu einer gesteigerten Wasserdurchlässigkeit des venulären Endothels, wohl aber gemischte Plättchen-PMN-Suspensionen, in denen beide Zellarten gleichzeitig aktiviert wurden. Auch das Inkubationsmedium aus beiden aktivierten Blutzellarten kann solch einen Zusammenbruch der Endothelbarriere bewirken, was im Körper zu Ödemen führt.

Ein aus standardisiertem Rosskastaniensamenextrakt speziell hergestellter Auszug (Firma Klinge Pharma) kann diese Wirkung vollkommen verhindern. Nach Applikation des Extrakts schließen sich die durch den Angriff aktivierter Plättchen und Granulozyten weit geöffneten Interzellularspalten des endothelialen Zellrasens innerhalb weniger Stunden wieder, was mit rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen nachgewiesen werden konnte.

Auch Studien zum rheologischen Verhalten menschlicher Blutzellen weisen darauf hin, dass Plättchen und PMN Interaktionen entfalten können, die für eine sich entwickelnde CVI pathophysiologisch relevant sind. So nimmt die Passagefähigkeit dieser Blutzellsuspensionen durch Mikroporen stark ab, wenn Plättchen in gemischten Plättchen-PMN-Suspensionen selektiv aktiviert werden. Dies kann nur durch gemischte Aggregate beider Zellarten erklärt werden. Ähnliche Zellaggregate könnten Mikrogefäße in Organen regelrecht verstopfen.

Auf der Oberfläche des venulären Endothels in situ würden derartige zelluläre Wechselwirkungen das Endothel dramatisch durchlässiger machen und letztlich massive, entzündlich bedingte Ödeme der Haut sowie langfristig einen Funktionsverlust der Venenklappen hervorrufen. Auch in solchen experimentellen Situationen erweist sich der eingesetzte Auszug von Wirkstoffen der Rosskastaniensamen als präventives Agens: Die rheologischen Eigenschaften des mit aktivierten Plättchen vermischten Vollbluts können durch den Extrakt konzentrationsabhängig verbessert werden, weil die beobachtete Aktivierbarkeit von PMN durch Plättchen unterbunden wird.

Als Fazit dieser Untersuchungen ergibt sich, dass gleichzeitig aktivierte Plättchen und PMN die physiologische Dichtigkeit der Venulen stark vermindern können – offenbar durch Freisetzung recht stabiler Verbindungen sowie in Abhängigkeit vom Grad ihrer Aktivierung und Konzentration im Blutstrom (1). Gerade in der venulenreichen Wand menschlicher Beinvenen könnten sich bei mangelnder Bewegung solche Prozesse abspielen und dann alle Symptome einer fortschreitenden CVI (ausgedehnte Ödeme, Thrombophlebitis, Mangelernährung der Haut mit Ulcera, Thrombose) ursächlich begründen.

Bisher fehlen anatomische und pathologische Untersuchungen, die diese aus In-vitro-Studien gezogenen Schlüsse histologisch untermauern könnten. Die Befunde, die eine spezifische Schutzwirkung bestimmter Inhaltsstoffe aus standardisierten Extrakten der Rosskastaniensamen gegenüber dem Gefäßendothel und auch eine erhebliche Verbesserung der Mikrozirkulation in Entzündungsgebieten zeigen, stehen aber in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen einer im Fachmagazin Lancet publizierten klinischen Studie (2), die die Wirksamkeit rechtzeitig eingenommener Rosskastaniensamenpräparate bei der Therapie von CVI belegt.

Besonders Erfolg versprechend erscheint die Einnahme solcher pflanzlicher Präparate daher, wenn sie präventiv, also bereits vor der Manifestation einer CVI eingenommen werden.

 

Literatur

  1. Nees, S. et al., Neue Aspekte zur Pathogenese und Therapie chronischer peripherer Venenleiden. Aus: Fortschritt und Fortbildung in der Medizin. Hrsg. Bundesärztekammer. Band 24 (2000/2001) 137 - 153.
  2. Diehm, C. et al., Comparison of leg compression stocking an oral horse-chestnut seed extract therapy in patients with chronic venous insufficiency. Lancet 347 (1996) 292 - 294.

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