Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern sind eine rasch wachsende, neue und komplexe Patientengruppe in der Erwachsenenkardiologie. Auch nach erfolgreicher chirurgischer Reparatur der Herzfehler im Kindesalter sind diese Patienten nicht geheilt. Zu den häufigsten Komplikationen im Erwachsenenalter gehören die Herzrhythmusstörungen (vor allem das
atypische Vorhofflattern) und die infektiöse Endokarditis. Eine gute Patientenedukation trägt zur frühen Diagnose und Behandlung dieser Komplikationen bei und vermindert damit Morbidität und Mortalität. Gelegentlich werden Herzfehler erst im Erwachsenenalter entdeckt. Zu solchen Herzfehlern gehören die Vorhofseptumdefekte, die Aortenisthmusstenose und die kongenital korrigierte Transposition der grossen Arterien.

Abstract: Adults with congenital heart defects are a rapidly growing, new and complex patient group in adult cardiology. Even after successful surgical repair of heart defects in childhood, these patients are not cured. The most common complications in adulthood include cardiac arrhythmias (especially atypical atrial flutter) and infective endocarditis. Good patient education contributes to early diagnosis and treatment of these complications, thus reducing morbidity and mortality. Occasionally, heart defects are not discovered until adulthood. Such heart defects include atrial septal defects, aortic coarctation and congenitally corrected transposition of the great arteries.
Key Words: congenital heart defects, cardiac arrhythmias, infective endocarditis

Hintergrund und Übersicht

Angeborene Herzfehler sind die häufigsten Geburtsdefekte. Etwa 1/100 Lebendgeborenen ist betroffen und etwa 6/1000 Babys haben einen komplexen angeborenen Herzfehler (1). Bis zur Entwicklung der modernen Herzchirurgie, insbesondere der Herz-Lungen-Maschine in den 1950er Jahren starben die meisten betroffenen Patienten im frühen Kindesalter. Dies hat sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verändert. Heute gehen wir davon aus, dass über 90% der Kinder mit einem angeborenen Herzfehler – auch jene mit komplexen Defekten – das Erwachsenenalter erreicht (2). Diese Entwicklung führt dazu, dass die Kohorten der Erwachsenen mit angeborenen Herzfehlern rasch wachsen und die Zahl der Erwachsenen mit angeborenen Herzfehlern jene der betroffenen Kinder bereits bei Weitem übersteigt (3, 4).

Bezeichnung und Begriffe

Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern sind eine neue Disziplin in der Erwachsenen-Kardiologie. Über die letzten Jahrzehnte sind verschiedene Bezeichnungen und Abkürzungen für diese Patientengruppe entstanden. In Europa wurden die Patienten lange als ‘GUCH-Patienten’ (grown up congenital heart disease patients) bezeichnet, während sich im Rest der Welt die Abkürzung ACHD (adult congenital heart disease) etablierte, die sich nun auch in Europa durchsetzt. In Deutschland wird gelegentlich die Abkürzung EMAH (Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern) verwendet. Das Spektrum einzelner angeborener Herzfehler und der verschiedenen Reparaturtechniken ist riesig und eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Entitäten sprengt den Rahmen einer solchen Übersichtsarbeit. Oft hilft eine schematische Darstellung von Herzanatomie und Operationstechnik zum besseren Verständnis der modifizierten Anatomie des individuellen Patienten. Eine ausgezeichnete Ressource ist die Bildsammlung des New Media Center der Universität Basel (www.congenital-heart-disease.ch), die allen Interessierten gratis zur Verfügung steht.

Herausforderungen im Erwachsenenalter

Geflickt ist nicht geheilt! Obwohl das Überleben ins Erwachsenenalter heute die Regel ist, haben betroffene Erwachsene ein deutlich erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen und viele auch ein erhöhtes Sterberisiko als junge Erwachsene (4-7). Mehrere Studien konnten zeigen, dass eine spezialisierte Betreuung von Erwachsenen mit angeborenen Herzfehlern durch multidisziplinäre Teams das Risiko für Komplikationen vermindert und das Überleben verbessert (8, 9).

Für Patientengruppen mit sehr hoher Komplexität, zum Beispiel Patienten mit univentrikulären Herzen, nicht operierten zyanotischen Herzfehlern oder Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz ist eine exklusive Betreuung an einem spezialisierten Zentrum sinnvoll (www.sgk-watch.ch). Da in der Schweiz ein Netz an gut ausgebildeten niedergelassenen Kardiologen besteht, hat sich für Patienten mit weniger komplexen Herzfehlern die gemeinsame Betreuung in enger Zusammenarbeit von spezialisierten Zentren mit niedergelassenen Kardiologen sehr bewährt (10).

Ziel dieses Artikels:

• Diskussion wichtiger Langzeitkomplikationen (die sich bei Herzfehlerpatienten zuweilen atypisch präsentieren!)
• Neudiagnose von Herzfehlern im Erwachsenenalter – ein Überblick
• Behandlungsstrategien zur Vermeidung von Komplikationen

Langzeitkomplikationen

Herzrhythmusstörungen

Arrhythmien sind die mit Abstand häufigste Langzeitkomplikation bei Patienten mit angeborenen Herzfehlern. Bis zum 50. Altersjahr sind mehr als 50% aller Patienten davon betroffen (11). Hauptursache der Arrhythmien sind myokardiale Narben, oft entstanden bei chirurgischen Reparatureingriffen. Hämodynamische Residuen, wie Klappeninsuffizienzen oder Stenosen, sowie Myokardinsuffienz / Herzinsuffizienz können Arrhythmien zusätzlich begünstigen.

Aufgrund der modifizierten Herzanatomie präsentiert sich das atypische Vorhofflattern (auch intra-atriale Reentry-Tachykardie oder kurz IART genannt) oft ungewöhnlich und wird deshalb nicht selten anfangs verpasst. Insbesondere bei Patienten mit deutlich vergrösserten Herzvorhöfen präsentiert sich das Vorhofflattern mit 2:1-Überleitung oft mit ungewöhnlich tiefer Ventrikelfrequenz (Abb. 1). Gerade der raschen Erkennung des Vorhofflatterns mit 2:1-Überleitung kommt grosse Bedeutung zu! Bei starrer Herzfrequenz über Stunden oder Tage kommt es bei den betroffenen Patienten oft rasch zur Ausbildung einer ausgeprägten Tachy-Myopathie mit schwer eingeschränkter Ventrikelfunktion. So erleben wir im Alltag immer wieder Situationen, bei denen sich wegen der verzögerten Diagnose eines Vorhofflatterns, aus einer eigentlich banalen, gut beherrschbaren Herzrhythmusstörung, ein lebensbedrohlicher Zustand entwickelt. Diesbezüglich kommen einer guten Patientenedukation und einer raschen Abklärung bei Auftreten von Symptomen eine hohe Bedeutung zu.

Auch ventrikuläre Arrhythmien und der plötzliche Herztod treten bei Patienten mit angeborenen Herzfehlern gehäuft auf. Aufgrund der Heterogenität der einzelnen Herzfehler (selbst innerhalb einzelner Entitäten!), der unterschiedlichen Operationstechniken und der spezifischen hämodynamischen Residuen des individuellen Patienten ist die Abschätzung des Risikos im Einzelfall schwierig und bedarf der Integration aller Befunde.

Zur Behandlung von Arrhythmien kommt das gesamte Spektrum der modernen Rhythmologie zum Einsatz. Insbesondere interventionelle Ablationsbehandlung kommen bei rezidivierenden Herzrhythmusstörungen immer häufiger zum Einsatz. Die Fortschritte der interventionellen Techniken, insbesondere durch verbesserte Bildgebung und damit besserer Navigation der Ablationskatheter bei komplexer Herzanatomie haben die Erfolgsraten stetig verbessert. Aufgrund des oft komplexen arrhythmischen Substrates mit multiplen Myokardnarben sind die Erfolgsraten aber weiterhin deutlich tiefer als bei Patienten mit vergleichbaren Rhythmusstörungen und strukturell normalem Herzen.

Endokarditis

Durch die zunehmende Verwendung prothetischer Klappensubstitute und transvenöser Schrittmacher- und Defibrillator-Elektroden stieg in den vergangenen Jahren die Zahl der Herzfehler-Patienten, die eine infektiöse Endokarditis erlitten stetig an. Insbesondere die häufige Implantation prothetischer Pulmonalklappen trägt zu diesem Anstieg bei. Das Risiko einer Pulmonalklappen-Prothesen-Endokarditis beträgt – je nach Klappenprothese – bis zu 3% pro Patientenjahr und manifestiert sich zudem häufig atypisch. Auch bei der Endokarditis gilt, dass eine gute Patientenedukation und eine rasche Abklärung bei Auftreten von Symptomen die Morbidität und Mortalität dieser schwerwiegenden Komplikation vermindert.

Aneurysmen / Pseudoaneurysmen

Patienten mit vorgängigen Operationen der Aorta haben ein erhöhtes Risiko für die Ausbildung von Aneurysmen und Pseudoaneurysmen. Dies gilt insbesondere für Patienten mit Bindegewebeerkrankungen (Marfan-Syndrom, Loeys-Dietz-Syndrom, etc.), aber auch Patienten mit reparierter Aortenisthmusstenose (Abb. 2).

Bei diesen Patienten sind regelmässige Schnittbilduntersuchungen zur frühzeitigen Erkennung dieser Komplikation wichtig. Die Frequenz der Schnittbilduntersuchung richtet sich nach dem individuellen Risiko, insbesondere der verwendeten Operationstechnik der Aortenisthmusstenose und sollte je nach Situation mindestens alle 5-10 Jahre erfolgen.

Schwangerschaft

Je nach Art des Herzfehlers und residueller Läsionen kann das Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen während einer Schwangerschaft erhöht sein. Wenn immer möglich sollte vor einer Schwangerschaft eine umfassende Abklärung und Beratung erfolgen. Das Management während Schwangerschaft und peripartal muss individuell festgelegt werden. Eine besondere Herausforderung bezüglich des Schwangerschaftsmanagements stellen Frauen mit mechanischen Herzklappen dar. Diese Frauen und andere Frauen mit erhöhtem und hohem Schwangerschaftsrisiko profitieren von einer Betreuung durch spezialisierte, multidisziplinäre Teams.

Neudiagnose eines Herzfehlers im Erwachsenenalter

Zuweilen werden Herzfehler erst im Erwachsenenalter diagnostiziert. Am häufigsten sind dies Vorhofseptumdefekte und bicuspide Aortenklappen. Seltener werden auch Aortenisthmusstenosen oder eine kongenital korrigierte Transposition der grossen Arterien erst im Erwachsenenalter diagnostiziert.

Vorhofseptumdefekte

Ein Vorhofseptumdefekt wird gelegentlich erst im Erwachsenenalter diagnostiziert. Grund für die Abklärung sind oft abnormale klinische und paraklinische Untersuchungen (Herzgeräusch, abnormales EKG) oder das Auftreten von Komplikationen (Vorhofflattern, Vorhofflimmern, paradoxe Embolien, pulmonale Hyper­tonie, progrediente Tricuspdialinsuffizienz).

Bei der kardiologischen Abklärung fällt häufig primär die Vergrösserung der rechtsseitigen Herzhöhlen bei der Echokardiographie auf. Der eigentliche Defekt ist bei Erwachsenen manchmal schwierig zu erkennen, insbesondere bei Sinus venosus-Defekten. Bei Verdacht auf eine intra-kardiale Shuntverbindung ist die Bubble-Kontrast-Echokardiographie ein einfacher, günstiger und sensitiver Test und sollte grosszügig eingesetzt werden. Zur genaueren Charakterisierung des Defektes ist oft eine transösophageale Echokardiographie nötig, insbesondere zur Beurteilung der Möglichkeit eines interventionellen Device-Verschlusses. Dabei ist es entscheidend, dass die Gewebesäume (rims) über die ganze Zirkumferenz des Defektes sorgfältig dargestellt werden. Bei Zweifeln bezüglich hämodynamischer Relevanz von Defekten kann eine kardiale Magnetresonanz-Untersuchung mit Messung der rechtsventrikulären Volumina und Bestimmung der pulmonalen Flusswerte hilfreich sein. Die Schnittbilduntersuchung erlaubt auch die Darstellung und Quantifizierung allfälliger falsch mündender Lungenvenen.

Aortenisthmusstenose

Die Diagnosestellung einer Aortenisthmusstenose erst im Erwachsenenalter ist selten. 50-80% der betroffenen Patienten haben zusätzlich eine bicuspide Aortenklappe. Die Diagnose einer Aortenisthmusstenose als sekundäre Ursache einer systemischen arteriellen Hypertonie darf aber nicht verpasst werden! Echokardiographisch findet sich oft eine Flussbeschleunigung über den Aortenisthmus und ein langsamer, kaum pulsatiler Fluss in der Aorta abdominalis mit typischem diastolischem Vorwärtsfluss. Insbesondere bei schwerer / subatretischer Aortenisthmusstenose fehlt aber häufig das typische Doppler-Signal von suprasternal! Die Diagnose lässt sich klinisch ganz einfach stellen mit Messung des Blutdrucks an Armen und Beinen. Dabei findet sich die typische Arm-Bein-Blutdruckdifferenz. Die Diagnose wird mit Magnet-Resonanz-Angiographie oder Computertomographie bestätigt. Die Schnittbilduntersuchungen sind auch wichtig zur Therapieplanung.

Kongenital korrigierte Transposition der grossen Arterien

Die Ursache der kongenital korrigierten Transposition der grossen Arterien ist eine fehlerhafte «Faltung» des Herzschlauches während der Embryonalentwicklung. Durch den L-loop kommt es physiologisch zur «Ventrikelinversion». Das heisst, der rechte Vorhof
konnektiert zum morphologisch linken Ventrikel, der linke Vorhof zum morphologisch rechten Ventrikel. Die Pulmonalarterie entspringt dem subpulmonalen linken, die Aorta dem subaortalen rechten Ventrikel (Abb. 3). Wenn zusätzliche Defekte vorliegen (am häufigsten sind Ventrikelseptumdefekte und die Pulmonalstenose) erfolgt die Diagnose meist im Kindesalter. Bei Fehlen zusätzlicher
Defekte wird die Diagnose gelegentlich erst im Erwachsenenalter gestellt. Dann meist bei Auftreten von Komplikationen (progrediente Tricuspidalinsuffizienz, Herzinsuffizienz oder atrioventrikulärer Block). Die Betreuung solcher Patienten sollte in Zusammenarbeit mit einem spezialisierten Zentrum erfolgen.

Prävention

Wie oben erwähnt kommt der Patientenedukation grosse Bedeutung zu. Über den Dachverband www.herznetz.ch wurden über die letzten Jahre verschiedene Edukationstools entwickelt, die zur Unterstützung eingesetzt werden können. Im Alltag als sehr hilfreich und effektiv hat sich ein kleines Faltblatt erwiesen, das die wichtigsten Komplikationen und die einschlägigen Vorsichtsmassnahmen zusammenfasst. Wir verwenden dies als Unterstützung der mündlichen Patienten-Edukation (Abb. 4). Dieses Faltblatt steht in deutscher, englischer und italienischer Sprache zur Verfügung (www.herznetz.ch/service/mini-kg).

Auch die neuen schweizerischen Endokarditisrichtlinien, die 2020 erarbeitet und publiziert wurden, unterstreichen die Wichtigkeit der Patientenedukation zur frühzeitigen Erkennung einer Endokarditis. Gemeinsam mit der Schweizerischen Herzstiftung wurde auch für die Endokarditis ein Edukations-Flyer entwickelt (www.endocarditis.ch).

Zweitabdruck aus «info@herz+gefäss» 06-2021

Copyright bei Aerzteverlag medinfo AG

Die zirkadiane Rhythmik wird von der modernen Gesellschaft weitgehend ignoriert. Als Folge nehmen die chronischen Erkrankungen weiter zu. Es ist bekannt, dass die Häufigkeit von kardiovaskulären Ereignissen in Abhängigkeit von der Tageszeit variiert und desynchronisierte Nahrungszufuhr und ein unregelmässiger Schlafrhythmus Risikofaktoren für Gewichtszunahme und Typ-2-Diabetes sind. Die Verwendung einer Aufwachhilfe gilt als erster klinischer Indikator für Desynchronisation und entsprechendes Krankheitsrisiko.

Abstract: Circadian rhythms are largely ignored by modern society. As a result, chronic diseases continue to increase. It is well known that the frequency of cardiovascular events varies according to the time of day and desynchronised food intake and an irregular sleep rhythm are risk factors for weight gain and type 2 diabetes. The use of a wake-up aid is considered the first clinical indicator of desynchronisation and corresponding disease risk.
Key Words: Circadian rhythm, sleep-wake rhythm, food jet lag

Brauchen Sie einen Wecker zum Aufwachen am Morgen? Letzteres ist eine immer noch unterlassene Frage in der Anamnese während einem Check-up-Gespräch oder generell bei der Betreuung von medizinischen Patienten.

Seit Menschengedenken dreht sich die Erde während gut 24h um ihre eigene Achse und führt damit zu einem steten Wechsel von Licht und Dunkelheit. Diese Rhythmik hat während Jahrtausenden das menschliche Dasein bestimmt: Während der Lichtphase war Aktivität, in der Dunkelphase Ruhe angezeigt. Dies sicherte die Überlebenschancen. Dieser natürlicher 24h-Rhythmus spiegelt sich u. a. auch in der metabolischen Aktivität und Flexibilität, in der Genexpression, den Tageschwankungen der Körpertemperatur, des Hormonspiegels oder auch der Plasma-Glukose-Konzentration. Die Mehrheit der physiologischen Regelkreise, Organ- respektive Zellsysteme unterliegt dieser zirkadianen Rhythmik. Im klinischen Alltag hat sich diese im Rahmen der Interpretation von 24h-Blutdruckmessungen schon etabliert und der nächtliche Blutdruckabfall stellt ein zentrales Kriterium in der Beurteilung eines 24h-Blutdruckprofils dar. So ist ein fehlender nächtlicher Abfall des Blutdrucks mit einem höheren kardiovaskulären Risiko verbunden (1, 2).

Der rhythmische Wechsel von Helligkeit und Dunkelheit steuert die gesamte lebende Materie auf Erden, im Besonderen auch Gesundheit und Wohlbefinden des Menschen (3,  4). Das heutige Genom des Menschen entstand während Tausenden von Jahren und war für das Überleben entscheidend. Seit der Erfindung der Glühbirne durch Joseph Swan und deren Perfektionierung durch Thomas Edison wurde die Nacht zum Tag und das uralte Genom des Menschen zum gesundheitlichen Handicap. Die pathophysiologischen Auswirkungen dieser Erfindung auf den Lebensstil kennen wir bestens von unseren Patienten.

Historische «Erinnerungshilfen»

Seit es Menschen gibt, waren diese «ungewollt» der zirkadianen Rhythmik unterworfen. In der heutigen, hektisch-profitorientierten Welt wird diese Rhythmik ignoriert, um nicht zu sagen mit Absicht verdrängt bzw. ein Nichtbeachten derselben dem Menschen aufgezwungen. Aufgrund der heutigen Erkenntnisse kann angenommen werden, dass der Mensch nur dank dieser Rhythmik und seiner Anpassung an diese Rhythmik bis heute so gut überlebt hat (5). Als Erinnerungshilfe sollen ein paar geschichtliche Fakten und Kuriositäten erwähnt werden: dass physiologische Regelkreise durch Licht beeinflusst werden ist seit langem bekannt und wurde in der Medizin seit Jahrtausenden berücksichtigt, wie z.B. in der chinesischen oder auch indischen Medizin. So ist die «Harmonie zwischen Mensch und Natur» ein zentrales Konzept in der traditionellen chinesischen Medizin und das grundlegende «Licht-Dunkelheit» Prinzip spiegelt sich auch seit Jahrtausenden in der graphischen Darstellung vom Yin und Yang (6).

Auch Alexander der Grosse beobachtete, dass sich die Äste des Tamarind-Baumes in der Nacht «entspannen» und sich sozusagen zum nächtlichen Ausruhen und Entspannen nach unten senken (7). Diese Astbewegungen von Bäumen, wie z.B. bei einer bestimmten Palme in Faridpur (Bangladesh) mit einem extremeren zirkadianen Bewegungsmuster der Äste, wurden als Wunder betrachtet und man interpretierte – ohne das heutige Wissen zu haben – , dass die Palme «betet». Diese Palme ist entsprechend als «The Praying Palm of Faridpur» bekannt. Auch Darwin beschrieb diese Bewegungen der Blätter und Äste. Diese Bewegungen können heute mit Lasertechnologie genau erfasst werden und man weiss, dass diese Bewegungsmuster unter anderem von der geographischen Lage (i.e. der Intensität des Lichtes / Lichteinfalls) abhängig sind und in einer vor kurzem publizierten Arbeit wird erwähnt, dass auch Bäume «schlafen» müssen (8,  9). Die Ursache für diese Ast- respektive Blattbewegungen liegt wahrscheinlich in der zirkadianen Variation des Wasserdruckes in der Pflanze und Blättern, wobei der zugrundeliegende Auslöser der Wechsel von Hell-Dunkel darstellt.

Jeder kennt die sprichwörtliche Aussage «Du bist so empfindlich wie eine Mimose». Die Blätter der Mimose reagieren auf diverse exogene Reize (u.a. Erschütterungen). Vor beinahe 300 Jahren beschrieb der französische Physiker und Astronom Jean Jacques d’ Ortous de Mairan (1678-1771) rhythmische Bewegungen der Fiederblätter der Mimose und postulierte damit als einer der Ersten die Existenz von zirkadianen Rhythmen (7). Es verstrichen allerdings fast 100 Jahre bis der Genfer Botaniker und Forscher Augustin-Pyrame de Candolle (1778-1841) feststelle, dass die Mimose eine endogene Tagesrhythmik aufweist und sich die Blätter mit einer approximativen Freilaufzeit von ca. 24 Stunden öffnen und schliessen (7). Weitere Jahre verstrichen bis im Jahre 1972 nachgewiesen wurde, dass bei Tieren mit abladierten Nucleus Suprachiasmaticus eine Desynchronisation verschiedenster Körperfunktionen resultierte. Somit war die Existenz einer zentralen inneren Uhr erwiesen. Im Jahre 1998 konnte der damals in Genf tätige Schweizer Chronobiologe Ueli Schibler erstmalig zeigen, dass auch periphere Zellen einen endogenen zirkadianen Rhythmus aufweisen und sich deren Genexpression zirkadian verändert (10). Mittlerweile sind verschiedene Zeitgeber (wie z.B. Licht, Nahrungszufuhr, körperliche Aktivität u.a.) identifiziert worden, die diese natürlichen endogenen Rhythmen positive oder negativ beeinflussen können. Trotz dem enormen Gesundheitspotential werden diese Rhythmen zunehmend auf gesellschaftlicher und individueller Ebene ignoriert.

Menschen (viele sind bereits durch diese Mechanismen zu Patienten mutiert) sind auf Störungen dieser Rhythmik um einiges empfindlicher als Mimosen. Im Folgenden sollen ein paar ausgewählte Aspekte für unseren Praxis­alltag näher angesprochen werden.

Die Mechanismen der zirkadianen Rhythmik

Trotz vielseitiger Kenntnis der regulativen Mechanismen der zirkadianen Rhythmik, ist nach wie vor vieles noch im «Dunkeln». Der Wechsel von Helligkeit-Dunkelheit werden durch spezifische nicht visuelle Rezeptoren auf der Retina registriert und gezielt an den Nukleus Suprachiasmaticus (SCN) weitergeleitet (3). Dieser im ventralen Hypothalamus liegender Kern stellt die «Innere Uhr» (Master-Clock) dar, und ist der Hauptzeitgeber für eine Vielzahl von endogenen physiologischen Rhythmen. Es handelt sich dabei um eine relativ kleine Anzahl von Zellen, welche die retinalen «Licht-/Dunkel-Signale» erhalten, verarbeiten und durch eine Signalkaskade via diverse andere Hirnkerne zu den peripheren Zellen und Organsystemen weiterleiten. Eine lokale Läsion des SCN oder die Nicht-Respektierung der exogenen Licht-Dunkel Rhythmik, führt zu einer Desynchronisation verschiedenster Körperfunktionen und zu Krankheit. Die Helligkeit-/Dunkelheit-Signale führen zu einer rhythmischen Aktivierung und Deaktivierung von Transkriptions-Translations-Feedback Schlaufen im SCN und stellen die molekulare Grundlage der Verarbeitung der Lichtimpulse und der daraus resultierenden Signalkaskade dar (11, 12). Für den Nachweis dieser Mechanismen wurde 2017 der Medizin Nobelpreis vergeben (13).

Die Master-Clock ist hierarchisch organisiert und der wichtigste Zeitgeber stellt der natürliche Wechsel von Hell und Dunkel infolge der Erdrotation dar. Die Nahrungszufuhr hat ebenfalls eine kritische Bedeutung als Zeitgeber, wobei im Besonderen die in den peripheren Geweben lokalisierten Uhren im Sinne eines Resettings beeinflusst werden (14). Wenn die zentrale Master-Clock und die peripheren Clocks eine «unterschiedliche Zeit» aufweisen, sind Probleme vorprogrammiert. Chronobiologische Aspekte der Nahrungszufuhr / Substratzusammensetzung bekommen somit eine zunehmende präventivmedizinische und therapeutische Bedeutung.

Blutdruck und zirkadiane Rhythmik

Ein erhöhter Blutdruck und unkontrollierte Hypertonie gehören zu den wichtigsten modifizierbaren Risikofaktoren für Herzkreislauf­erkrankungen. Seit langem ist bekannt, dass die Häufigkeit von kardiovaskulären Ereignissen in Abhängigkeit von der Tageszeit variiert. So treten – wie wir alle aus unserem Alltag wissen – Myokardinfarkte oder auch Schlaganfälle mehrheitlich in den frühen Morgenstunden auf (15). Nebst anderen Faktoren spielt für diese tageszeitliche Häufung die Blutdruck-Variabilität im Verlaufe eines Tages eine nicht zu unterschätzende Rolle: nach dem nächtlichen Absinken des Blutdrucks (sogenanntes Dipping) steigt der systolische und der diastolische Blutdruck in den frühen Morgenstunden vor dem Aufwachen an, dies entspricht dem sogenannten «morning surge». Dieser Anstieg korreliert mit dem erhöhten morgendlichen Risiko für das Auftreten eines Myokardinfarktes. So sind nicht nur klinisch manifeste Ereignisse in den frühen Morgenstunden am häufigsten, sondern auch stumme Infarkte. Ein Grossteil der Hypertonie-Patienten zeigen kein Dipping. Nebst genügend Schlaf mit regelmässigen Schlafzeiten stellt auch die abendliche Gabe eines blutdrucksenkenden Medikaments eine erfolgversprechende Massnahme zur Optimierung des Blutdrucks (mit erneuter Etablierung eines Dippings) dar (16).

Die Blutdruck Tagesrhythmik ist auch während der Schwangerschaft erhalten und verschwindet typischerweise in Abhängigkeit vom Schweregrad einer Präeklampsie. Entsprechend ist die Blutdruck Messung mittels 24h-ABPM gerade auch während der Schwangerschaft, im Besonderen bei Hinweisen auf eine Risikoschwangerschaft, indiziert (17). Die optimale Berücksichtigung des zirkadianen Rhythmus während der Schwangerschaft ist pathophysiologisch von hoher Bedeutung (18), u.a. wird dadurch auch das Risiko einer postpartalen Depression deutlich reduziert (19). Die Nicht-Beachtung der zirkadianen Rhythmik beeinflusst auch das Risiko für die Entwicklung eines Gestationsdiabetes (20). So erhöht sich das Risiko für einen Gestationsdiabetes bei Kurz-Schläferinnen, aber auch bei Schwangeren mit einem späten «Midpoint of Sleep» (unabhängig von der Schlafdauer) (21). Die Desynchronisation während der Schwangerschaft beeinflusst nicht nur die mütterliche Gesundheit, sondern auch das Krankheitsrisiko der Kinder (18,  22).

Diese wenigen Beispiele zeigen, dass wir ein hohes Potential hätten, den Gesundheitszustand der Mutter und ihrer Nachkommen zu beeinflussen. Dies – wohlbemerkt – kostenfrei. Weil es kostenlos ist, werden diese Massnahmen kaum gefördert und unsere Gesellschaft akzeptiert und fördert einmal mehr pathophysiologisch hochrelevante Risikofaktoren.

Herzmuskelzellen und zirkadiane Rhythmik

Eine optimale Funktion der Herzmuskulatur wird als Selbstverständlichkeit betrachtet und eine Ischämie des Muskels stellt ein meist unerwartetes fatales Ereignis dar. Aufgrund der kontinuierlichen Kontraktion des Herzmuskels ist dieser wie kaum ein anderes Organ auf eine kontinuierliche optimale Versorgung mit Energiesubstraten angewiesen. Die Herzmuskelzellen produzieren den grössten Teil ihrer Energie durch die mitochondriale Oxidation von freien Fettsäuren (FFA) (ca. 70% der Energie für die Herzmuskelzellen stammen aus der FFA Oxidation). Auch wenn es noch viele offene Fragen bezüglich des Energiestoffwechsels der Herzmuskelzellen gibt, wissen wir, dass die Verfügbarkeit der Energiesubstrate, deren Metabolite und auch der metabolische Flux / metabolische Flexibilität je nach Tageszeit unterschiedlich sind. Diese Variabilität hängt zum Teil von der Nahrungszufuhr, Schlafmuster und auch Muster der körperlichen Aktivität ab. Wie in anderen Organen zeigt auch die Herzmuskelzelle eine zirkadiane intrinsische Rhythmik des Stoffwechsels, im Besonderen auch des Energiestoffwechsels. Eine Störung oder auch aktive Missachtung dieser zirkadianen Rhythmik (z.B. bei Schichtarbeitern oder auch als Folge von sozialem Jetlag) führen früher oder später zu verschiedensten Störungen des kardialen Energie-Stoffwechsels und Herzerkrankungen (von Rhythmusstörungen bis hin zu den bekannten MACE Endpunkten) (23). Neue tierexperimentelle Daten zeigen, dass die Substratoxidationsraten am Herzen tageszeitlich variieren und der Zeitpunkt der Zufuhr von grösseren Mengen an verzweigtkettigen Aminosäuren (d.h. Leucin, Isoleucin und Valin) je nach Funktionszustand der Herzmuskelzellen u.U. negative Effekte haben können. So zeigte eine Forschungsgruppe von der University Birmingham (USA), dass die abendliche Zufuhr einer proteinreichen Nahrung mit einem hohen Anteil an verzweigtkettigen Aminosäuren (mehrheitlich im Fleisch, Nüsse, Eier oder auch Fisch zu finden) bei herzinsuffizienten Tieren eine dramatische Verminderung der Kontraktilität bewirkte und das Fortschreiten der Herzinsuffizienz förderte (24). Falls sich diese Resultate bestätigen, müsste bei Herzinsuffizienz Patienten die proteinreiche Nahrungszufuhr auf den Morgen verlegt werden. Die morgendliche Zufuhr von Aminosäuren hatte keine negativen Effekte auf das kardiale Remodelling und ist in Einklang mit chronomedizinischen Empfehlungen die Hauptnährstoffzufuhr in der ersten Tageshälfte zu machen. Diese neuen Arbeiten erlauben einen faszinierenden Einblick und Ausblick in die Bedeutung der zirkadianen Rhythmik für die Herzgesundheit. In Einklang mit dieser Beobachtung zeigten Studien mit kurzwirksamen ACE-Hemmern lediglich bei abendlicher Einnahme (im Gegensatz zur morgendlichen) einen günstigen Effekt auf das kardiale Remodelling (dies bei identischer Blutdrucksenkung). Dies würde bedeuten, dass die meisten hochprozessierten Frühstückszerealien und abendliche Proteindrinks (zur Prävention der Sarkopenie) für Patienten mit Herzinsuffizienz mit grosser Wahrscheinlichkeit obsolet sein sollten. Auch die Kohlenhydrate und Fette zeigen bezüglich der kardialen Verstoffwechselung eine ausgeprägte Tagesrhythmik, die aber hier nicht im Detail diskutiert werden soll.

«Eating-Jetlag» vermeiden

Auch der Energieverbrauch, die Substartoxidationsraten und auch der Appetit unterliegen einer zirkadianen Rhythmik. Eine desynchronisierte Nahrungszufuhr («Essen on the Go» oder auch eine riesige Hauptmahlzeit abends oder am späteren Abend /   Nacht) und / oder ein unregelmässiger Schlafrhythmus, gelten als etablierter Risikofaktor für eine Gewichtszunahme und Übergewicht / Adipositas oder auch Diabetes Type 2. Ein sozialer Jetlag und auch ein «Food-Jetlag» (oder «Eating Jetlag») erhöhen das Risiko für Übergewicht oder auch Diabetes mellitus Typ 2 (25). Auch gesunde Menschen sind in der Nacht «insulinresistenter» und entsprechend ist bei langdauerndem (meist lebenslänglichem) Konsum der Hauptmahlzeit abends das Diabetes Risiko unabhängig vom Körpergewicht deutlich erhöht.

Wirksame Prävention und zirkadianer Rhythmus

Wir sprechen in allen Bereichen der modernen Gesellschaft von Nachhaltigkeit, heutzutage gerade auch bezüglich der Klima- und Umweltveränderungen. Nachhaltigkeit sollte aber auch Aspekte der eigenen Gesundheit betreffen. Diese Nachhaltigkeit beginnt in der Beibehaltung der zirkadianen Rhythmik. Die präventiven Ernährungs-Empfehlungen beinhalten nur qualitative und quantitative Aspekte. Von ähnlich hoher Bedeutung wäre aber auch der Zeitpunkt des Essens (siehe oben). Letzteres ist in den letzten Jahren in Zusammenhang mit dem intermittierenden Fasten ins Zentrum des Interesses gerückt. Aufgrund der zirkadianen Komponenten der physiologischen Regelkreise des Essens (sogar des Appetits), Verdauung und Substratmetabolismus sollte immer zu demselben Zeitpunkt des Tages gegessen werden (allerdings mit Minimierung des CHO Anteil abds). Der konstante Zeitpunkt der Nahrungszufuhr gewährleistet eine optimale Funktion der verschiedenen Aspekte der Verdauung und Substratverarbeitung. Dies ist auch von Bedeutung, da die Atherosklerose mehrheitlich ein postprandiales Phänomen darstellt. Dies bedeutet, dass man nicht zu häufig Essen sollte und dass man nur bei Gewährleistung einer optimalen Substratverarbeitung essen solle. Die moderne Gesellschaft isst mehrheitlich «on the go» und entsprechend sind viele Menschen bis zu 80% des Tages postprandial, also in einem proatherogenen metabolischen Zustand. Kein Wunder, dass die atherosklerotischen Herzkreislauferkrankungen immer noch die wichtigste Morbiditäts- und Mortalitätsursache darstellen.

Das propagierte und stark beworbene Snacking ist aus naheliegenden Gründen obsolet. An arbeitsfreien Tagen wird meist noch unregelmässiger gegessen, was einen sogenannten «eating jet lag» am Weekend bewirkt, der dann anfangs Woche metabolische Störungen potenziert. Man spricht auch von einer metabolischen Desynchronisierung. Es ist keine Überraschung, dass durch die zeitliche Diskrepanz der Nahrungszufuhr zwischen Wochentagen und dem Weekend, zusammen mit der Verschiebung von Schlafrhythmus und Schlafhygiene, die Blutzucker Einstellung von Diabetikern anfangs Woche am schlechtesten ist (26). Der erste Schritt zur Kontrolle von metabolischen Störungen und des Gewichts stellt die konsistente Respektierung der zirkadianen Rhythmik dar.

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