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1.  Einleitung

1.1. Zusammenfassende Einleitung

Die Gefäßwand ist die wichtigste Matrix der Gerinnung. Bei Gefäßverletzungen kommt es zu Thrombozytenaktivierung und fakultativer Thrombozytenaggregation am freiliegenden Subendothelium. Es bildet sich ein Plättchenpfropf, der durch Fibrin, dem Produkt der parallelablaufenden Gerinnungsprozesse, stabilisiert wird. Diese Fibringerinnsel werden nach Initiierung der Gewebeheilung überflüssig und durch die Fibrinolyse (8,9,10,288) abgebaut. Unter physiologischen Bedingungen besteht ein Gleichgewicht zwischen Gerinnung und Fibrinolyse (288). Gesteigerte Bildung und/oder verzögerte Auflösung von Fibrin führen zu einer zunehmenden Fibrinablagerung mit gesteigerter Thromboseneigung während verzögerte Bildung und/oder gesteigerte Auflösung des Fibrins zu erhöhter Blutungsbereitschaft führen (9,10).

Zentrale Bedeutung in der systemischen Regulation von Gerinnung und Fibrinolyse hat die Leber. Sie ist Syntheseort wichtiger Proteaseninhibitoren und aller Gerinnungs- und Fibrinolysefaktoren mit Ausnahme des Faktor (F) VIII assoziierten Antigens (35,288). Gleichzeitig hat das retikuloendotheliale System der Leber eine wichtige Klärfunktion für aktivierte Gerinnungs- und Fibrinolysefaktoren sowie für deren Komplexe mit Inhibitoren (97,305).

Chronische Lebererkrankungen sind oft von Blutungskomplikationen begleitet (176,225,288). Neben lokalen Ursachen wie ösophagealen und gastralen Varizen und Ulzera aufgrund des portalen Hypertonus ist die gestörte Hämostase wesentlich daran beteiligt. Bei 75-85% der Patienten mit Lebererkrankungen kommt es zu komplexen Hämostasestörungen (71,279,288,358). Es können dafür Störungen im Gerinnungssystem (28,257,270,334,338,359,360), im Fibrinolysesystem (28,31,103,359), aber auch die häufig bestehende Thrombozytopenie (311), die Plättchendysfunktion (202) und eine gestörte Interaktion zwischen Thrombozyten und Gefäßwand verantwortlich gemacht werden (14,223,274,288).

Die orthotope Lebertransplantation (OLT) ist bei terminalen Lebererkrankungen oft die einzige lebensrettende Therapie.

Im Jahr 1963 wurde zum ersten Mal von Starzl über eine OLT beim Menschen berichtet (307). Der Patient verstarb an Blutungskomplikationen durch schwerwiegende Hämostasestörungen. In den folgenden Jahren konnte die Überlebensrate bei der OLT durch Fortschritte im operationstechnischen Vorgehen und durch immunsuppressive Therapie entscheidend erhöht werden, sodaß die OLT zur etablierten Therapie für Patienten im Endstadium einer Lebererkrankung werden konnte (308,247). Die Einjahresüberlebensrate liegt in großen Transplantationszentren bei 70 bis 90%.

Typische Indikationen für eine Lebertransplantation sind die Endstadien chronischer Lebererkrankungen, vor allem Zirrhosen unterschiedlicher Ätiologie, das fulminante Leberversagen, metabolische Lebererkrankungen und in geringer Anzahl nicht resizierbare Malignome der Leber.

Ein hoher intra- und postoperativer Blutverlust bestimmt die Kurz- und Langzeitprognose der Transplantierten (111,220,309,310). Diese Blutverluste werden wiederum von der Grunderkrankung des Patienten mitbeeinflußt. So zeigen Patienten mit parenchymatösen Lebererkrankungen schwerere Gerinnungsstörungen als Patienten mit cholestatischen [Seite 8↓]Lebererkrankungen (164,178,208). Blutungskomplikationen sind bei 30-40% der intraoperativen und frühen postoperativen Todesfälle ursächlich bedeutsam (23,29,178). Verantwortlich dafür scheinen auch schwerwiegende intraoperative Hämostasestörungen zu sein (29,67,111). Mehrere Faktoren spielen hier eine Rolle. Während der OLT wird das vorher bereits gestörte hämostaseologische Gleichgewicht vor allem durch Mobilisierung und Herausnahme der Empfängerleber mit anschließender anhepatischer Phase, aber auch durch Faktoren wie prä- und intraoperative Gabe von Medikamenten (z.B. Anästhetika, Antibiotika) und durch ausgedehnte Wundflächen und hämodynamische Veränderungen (Stase nach Gefäßligatur, veno-venöser Bypass) zusätzlich beeinträchtigt. Die Implantation der Spenderleber nach mehrstündiger kalter Ischämie in Konservierungslösung kann bei und nach Perfusion eine weitere Störung der systemischen Hämostase des Empfängers bewirken. Die OLT ist eine operationstechnisch sehr aufwendige Operation mit einer Vielzahl von Gefäßmanipulationen bei krankheitsbedingter Brüchigkeit des gesamten Gewebes, hohem Pfortaderdruck und ausgedehnter Kollateralbildung (249). Vorausgegangene abdominelle Operationen stellen einen bekannten Risikofaktor für das Auftreten von schweren intraoperativen Blutungen dar (15,178). Auch bei Aszites ist von einem erhöhten intraoperativen Transfusionsbedarf auszugehen (237,238). Mittels des von Shaw 1983 eingeführten veno-venösen Bypasses (299) wird das venöse Blut von der Pfortader und der V.cava über eine Pumpe in die V.axillaris umgeleitet. Das infrahepatische venöse System und der Pfortaderkreislauf werden auf diese Weise entlastet. Dies führt zur Verminderung intestinaler und renaler Schäden bei gleichzeitiger Verbesserung des Herzzeitvolumens und effektiverer Organperfusion (249). Seit der Einführung der neuen Konservierungslösung, der University of Wisconsin Lösung (UW-Lösung) (344), konnte eine geringere ödematöse Schwellung mit schnellerer und effektiverer Revaskularisation der Spenderleber und Funktionsaufnahme der Leberzellen erreicht werden. Darüberhinaus konnte bei Verwendung der UW-Lösung die kalte Ischämiezeit auf bis zu 24 Stunden verlängert werden (154,163,259,329,344). Die Evaluierung des Spenderorgans und die präoperative Planung konnte dadurch verbessert werden und führte zur Erhöhung der Überlebensrate (329,330). Neuere Untersuchungen ergaben jedoch, daß auch bei Verwendung der UW-Lösung eine Ischämiezeit, die länger als 12 Stunden dauert, ein Risiko für Transplantatfunktion und Patientenüberleben darstellt (1).

In der Charité, Universitätsklinikum der Humboldt-Universität zu Berlin, Campus Virchow-Klinikum, werden seit Oktober 1988 OLTs durchgeführt. Dabei wurde eine niedrig dosierte Aprotiningabe (Boli von 3 x 0.5 Millionen KIU (kallikrein inactivator units), Trasylol, Bayer, Leverkusen, Deutschland) versuchsweise eingeführt und aufgrund ihrer empirischen Wirksamkeit zur Vermeidung diffuser Blutungen bei den folgenden Transplantationen beibehalten (251). Die durchschnittliche Einjahresüberlebensrate der Lebertransplantierten liegt bei über 90 %.

1.2. Physiologie und hepatische Beeinflussung der Hämostase

1.2.1. Gerinnungssystem (Abbildung 1)

Die Aktivierung des intrinsischen Gerinnungssystems - über F XII oder über das Kallikrein/Kininogensystem durch Kontaktaktivierung - führt ebenso wie die des extrinsischen Systems - durch Freisetzung von Gewebethromboplastin (tissue factor) - über die gemeinsame Endstrecke zur Thrombinentstehung. Es bilden sich Fibrinmonomere, die


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Abbildung 1 : Das Gerinnungssystem

(AT III: Antithrombin III,
Faktor a: aktivierter Faktor,
FM: Fibrinmonomere,
Fpi: instabiles Fibrinpolymer,
FPs: stabiles Fibrinpolymer,
HMWK: hochmolekulares Kininogen,
TF: Gewebefaktor,
TM: Thrombomodulin)


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zunächst zu löslichen und unter dem Einfluß von F XIIIa zu unlöslichem Fibrin polymerisieren (9,124). F XIII wird durch Thrombin aktiviert. Ein Fehlen oder eine pathologische Variante des F XIII führen zu Blutungskomplikationen und gestörter Wundheilung (229).

Eine Modulation erfährt dieser Gerinnungsprozeß durch verschiedene Proteaseinhibitoren. Antithrombin III (AT III) hemmt vorrangig Thrombin und F Xa. Es entstehen Thrombin-AT III (TAT) bzw. F Xa-AT III Komplexe. Protein C mit seinen Cofaktoren Protein S und F V hemmt nach Aktivierung durch Thrombin am endothelialen Thrombomodulin (263) v.a. die Faktoren Va und VIIIa und den Plasminogenaktivatorinhibitor (PAI) (9). Die Bewertung der Protein S Spiegel ist kompliziert durch die Tatsache, daß Protein S im Plasma als freies und funktionell aktives Protein S und als reversibler inaktiver Komplex mit dem C4b-Bindungsprotein, einem Regulationsprotein des Komplementsystems, vorkommt (69,70).

1.2.2. Fibrinolytisches System (Abb.2) (123)

Die Fibringerinnsel werden nach Blutstillung und Initiierung der Gewebeheilung (8) durch fibrinolytische Prozesse abgebaut (Abb.2). Zentrale Reaktion der Fibrinolyse ist die Aktivierung von Plasminogen zur Protease Plasmin durch Plasminogenaktivatoren (10,43,123) wobei während des Gerinnungsprozesses Plasminogen auch in das entstehende Fibringerinnsel eingebaut wird (48).

Bei den physiologischen Plasminogenaktivatoren können zwei Gruppen unterschieden werden: die exogene Gruppe, bei der der Plasminogenaktivator vom Endothel freigesetzt wird, und die endogene Gruppe, bei der im Plasma bereits vorhandene Proaktivatoren aktiviert werden (10).

Der Gewebe-Plasminogenaktivator (t-PA, tissue-type plasminogen activator) wird im Gefäßendothel vor allem des venösen Systems als einkettiges Molekül (sct-PA, single chain t-PA) synthetisiert, gespeichert und daraus durch bestimmte Stimuli wie venöse Stauung, physische Arbeit, Anoxie, Azidose und Gabe von 1-Desamino-8-D-arginin-vasopressin (DDAVP), aber auch durch Thrombin, Bradykinin und aktiviertes Protein C (57,80,349) freigesetzt. T-PA ist auch in seiner einkettigen Form aktiv. Plasmin oder Trypsin spalten sct-PA zur zweikettigen Form (tct-PA, two chain t-PA). Sct-PA und tct-PA werden im folgenden zu t-PA zusammengefaßt. Unter Ruhebedingungen ist die Konzentration des freien t-PA Antigens, gemessen als t-PA Aktivität, im Plasma niedrig, da 95-97% des t-PA an den Inhibitor PAI gebunden und funktionell inaktiv sind (306). Ist PAI gesättigt, so erhöht sich die Konzentration und somit die Aktivität des freien t-PA. T-PA hat eine kurze biologische Halbwertszeit von ca. 5 Minuten (340) und zeichnet sich durch eine hohe Fibrinaffinität aus (323). Die Aktivierung von Plasminogen durch t-PA ist in Gegenwart von Fibrin 200-400fach gesteigert (10).

Das intrinsische fibrinolytische System wird in vivo erst nach Aktivierung von Proaktivatoren bedeutsam. Die Aktivierung kann in vitro durch Kontakt mit Fremdoberflächen wie Glas, Kaolin oder negativ geladenen Polysacchariden wie Dextransulfat erheblich gesteigert werden. Diese Kontaktaktivierung verstärkt die Interaktion von F XII, Präkallikrein und HMW (high molecular weight) Kininogen (104,322) und führt damit zu aktiviertem F XII und Kallikrein. In vitro werden im Blut zwei Gruppen von intrinsischen Proaktivatoren


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Abbildung 2 : Das fibrinolytische System

(i-PA: intrinsischer Plasminogenaktivator,
pro i-PA: Vorstufe des i-PA,
scu-PA: einkettige Prourokinase,
tcu-PA: zweikettige Urokinase,
PAI: Plasminogenaktivatorinhibitor,
sct-PA: einkettige Form des Gewebeplasminogenaktivators,
tct-PA: zweikettige Form des Gewebeplasminogenaktivators,
FSP: Fibrinspaltprodukte)


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unterschieden (183): die F XII-abhängigen und die F XII-unabhängigen Proaktivatoren. Die einkettige Pro-Urokinase (scu-PA, single chain urokinase-type plasminogen activator) ist F

XII unabhängig (184) und kann in sehr limitiertem Umfang auch selbst Plasminogen aktivieren (211). Sie kann durch Plasmin, Kallikrein (147) und Kathepsin B (191) in ihre fibrinolytisch weitaus aktivere zweikettige Form (tcu-PA, two chain urokinase-type plasminogen activator) überführt werden. U-PA (urokinase-type plasminogen activator, Urokinase) konnte im Urin und Plasma nachgewiesen werden und wird als scu-PA von verschiedenen Zelltypen wie Endothelzellen, Pneumozyten, Fibroblasten und Epithelzellen sezerniert (36,203,286,315).

In vitro sind ca. 50% der intrinsischen fibrinolytischen Aktivität dem u-PA zuzurechnen (186,187). Aktivierter F XII (F XIIa) und Kallikrein sind ebenfalls in der Lage Plasminogen zu aktivieren (58,100,181,188), jedoch ist ihre spezifische Aktivität gegenüber Plasminogen im Vergleich zu tcu-PA um ein vierfaches schwächer (161,230). Ihr Gesamtanteil am intrinsischen fibrinolytischen Potential beträgt 15% (186,188). Die verbleibenden 35% intrinsischer fibrinolytischer Aktivität werden einem F XII-abhängigen intrinsischen Proaktivator zugesprochen, bei dessen Aktivierungsprozeß Kallikrein und F XIIa eine entscheidende Rolle spielen (180,181,186,188). Dieser F XII-abhängige Plasminogenaktivator kann nicht von u-PA und t-PA Antikörpern gehemmt werden. Seine kleinste Einheit im SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel-elektrophoresis) ist ein inaktives 110 kDa (korrigiert auf 135 kDa, Peter van Boheme et al., Gaubius Institut, Leiden, Niederlande, unveröffentlicht) einkettiges Polypeptid, das nach Aktivierung des Kontaktsystems in ein zweikettiges, über eine Disulfidbrücke verbundenes, Molekül überführt wird (21). Der isoelektrische Punkt liegt mit einem pH von 4.8 deutlich unter dem von t-PA und u-PA. Im SDS-PAGE konnte weiterhin gezeigt werden, daß im Polypeptid des F XII-abhängigen Plasminogenaktivators eine Untereinheit von 37 kDa existiert, die sich durch u-PA Antikörper markieren läßt (21), sodaß eine gewisse Homologie zwischen u-PA und dem F XII-abhängigen Plasminogenaktivator zu bestehen scheint.

Der intrinsischen fibrinolytischen Aktivität steht ein vielfach höheres Inhibitorpotential gegenüber (193). Um die Aktivität des F XII-abhängigen Plasminogenaktivators - bei noch unbekannter Molekularstruktur - ex vivo bestimmen zu können, muß man erstens die Proaktivatoren aktivieren und zweitens das Inhibitorpotential reduzieren. Beide Schritte werden in der sog. Dextransulfat-stimulierten Euglobulinfraktion (DEF) realisiert (180,188).

Über die klinische Bedeutung des F XII-abhängigen Plasminogenaktivators ist wenig bekannt. Munkvad et al. (245,246) konnten zeigen, daß das Risiko eines kardialen Reinfarktes nach initialer thrombolytischer Therapie mit rekombinantem t-PA bei niedriger F XII-abhängiger Plasminogenaktivator-Aktivität höher ist. Die Einnahme von oralen Kontrazeptiva mit geringem Östrogengehalt führte zu einem Anstieg der F XII-abhängigen fibrinolytischen Aktivität (157) - eventuell zurückführbar auf einen geänderten Abbau in der Leber.

Die Aufgabe des fibrinolytischen Systems ist es, „funktionslose“ Fibrinablagerungen abzubauen. Diese Selektivität kommt vorrangig dem extrinsischen Plasminogenaktivator t-PA zu, da er - endothelial freigesetzt - in Gegenwart von Fibrin in seiner Aktivität um ein Vielfaches gesteigert wird (10). Fibringebundener t-PA führt zur Bindung von Plasmin. Plasmin baut auf der einen Seite Fibrin ab, auf der anderen Seite initiiert es die Aktivierung des intrinsischen fibrinolytischen Systems (354), wodurch die gesamte fibrinolytische [Seite 13↓]Aktivität exponentiell gesteigert wird (188). Das intrinsische fibrinolytische System braucht sozusagen einen Trigger, einen Aktivierungsmechanismus, um in Aktion zu treten (158). Diese Triggerfunktion kann aber auch unabhängig von einer t-PA Freisetzung direkt das Kontaktsystem übernehmen wie z.B. beim Kontakt des Blutes mit Fremdoberflächen bei der extrakorporalen Zirkulation (95,188,189,341).

Der wichtigste Plasmininhibitor ist α2-Antiplasmin. Es entstehen inaktive Plasmin-α2-Antiplasmin (PAP)-Komplexe (356). α2-Antiplasmin kann sich auch an Plasminogen binden und mit Hilfe von F XIIIa gleichzeitig an Fibrin gekoppelt werden. Bei Verbrauch von α2-Antiplasmin wie z.B. bei ausgeprägter Fibrinolyse werden Plasmin und Plasminogenaktivatoren von α2-Makroglobulin durch kovalente Bindung inhibiert. Die entstehenden Komplexe werden vom retikuloendothelialen System abgebaut (113). Der C1-Inhibitor (292) hemmt neben den Faktoren der Kontaktaktivierung (XIa, XIIa und Kallikrein) Plasmin und t-PA (31,205), wobei die Bedeutung der Hemmung von Plasmin und t-PA in vivo noch unzureichend geklärt ist. PAI-1 ist der bedeutendste Inhibitor von t-PA (47,195,337) und tcu-PA (306). PAI-1 ist ein Akute-Phase-Protein, das vor allem aus den Gefäßendothelzellen freigesetzt wird (196). Hepatozyten und andere Zellen in Zellkulturen produzieren ebenfalls PAI-1. Auch aus den alpha-Granula der Thrombozyten kann PAI-1 bei Thrombozytenaktivierung freigesetzt werden. Dieser Pool trägt jedoch nicht zur Plasmakonzentration unter physiologischen Bedingungen bei (306). Protein C hemmt PAI-1 (143). Neben PAI-1 sind bisher noch drei weitere PAI-Formen (PAI-2, PAI-3, PAI-4) beschrieben worden (7,99,172,197). PAI-2 wird hauptsächlich von der Plazenta und zweitrangig von Neutrophilen gebildet. PAI-3 ist gleichzusetzten mit dem Protein C-Inhibitor, der u-PA, aktiviertes Protein C, F Xa, Kallikrein und andere Serinproteasen hemmt. Er weist eine hohe Affinität zur Endothelzelloberfläche und extrazellulären Matrix auf. PAI-4 (=Protease Nexin 1) inaktiviert Thrombin und u-PA, wird von glatten Muskelzellen sezerniert und befindet sich auf der Oberfläche von Thrombozyten. Die Plasmakonzentration ist sehr gering. Da diesen PAI Formen eine geringe (PAI-2, PAI-4) bzw. noch unvollständig geklärte (PAI-3) systemische Bedeutung zukommt, beschränkten wir uns auf die Bestimmung von PAI-1 und sprechen im folgenden vereinfacht von PAI.

1.2.3. Leukozytäre Proteasen, Zytokine und lösliche Adhäsionsmoleküle

Ausgedehnte Gewebeschädigung wie z.B. bei Infektionen oder Traumata führen zur Akutphase-Reaktion. Es kommt primär zur lokalen Reaktion mit Thrombusbildung, Gefäßdilatation und erhöhter Gefäßpermeabilität. Dieses ermöglicht die Invasion von Granulozyten, Monozyten und Makrophagen in das geschädigte Gewebe. Die Leukozyten werden aktiviert, und je nach betroffener Leukozytensubpopulation werden unterschiedliche Mediatoren freigesetzt. Diese Mediatoren führen sekundär zu systemischen Reaktionen, die verschiedene Systeme wie auch das Gerinnungssystem (136) mit möglicher Entwicklung einer Verbrauchskoagulopathie (disseminated intravascular coagulation, DIC) betreffen können.

Tumornekrosefaktor alpha (TNF), ein antitumorales Zytokinin, wird von aktivierten Monozyten, Makrophagen und peripheren T-Zellen freigesetzt (269). Am Endothel verstärkt TNF die Anlagerung und Durchwanderung von Granulozyten und Monozyten und induziert die Expression von Gewebefaktor in Monozyten und Endothelzellen (248). Darüberhinaus sprechen Studien für eine Rolle des TNF bei DIC (342). Erhöhte TNF Spiegel konnten auch [Seite 14↓]vor der klinischen Manifestation einer Leberallograftabstoßung nachgewiesen werden (94,149). TNF Spiegel in der ersten Woche nach OLT scheinen ein wertvoller Parameter für die Empfängerakzeptanz des Transplantats zu sein (149).

Neopterin wird bei der Biosynthese von Tetrahydrobiopterin, einem bedeutenden Kofaktor der Hydroxylierung von Tyrosin und Tryptophanim, als Pyrazino-Pyrimidin aus Guanosintriphosphat freigesetzt. Es spielt eine wichtige Rolle in der Synthese von Serotonin und Katecholaminen (253). Es wird aus aktivierten Monozyten und Makrophagen freigesetzt (332). Die biologische Bedeutung von Neopterin ist kaum bekannt (93). Serumwerte von Neopterin stiegen signifikant 24 Stunden nach TNF Gabe bei 6 Gesunden an (271). Die Infusion von TNF und gamma-Interferon führte zu einem signifikanten Anstieg des Neopterins 24 Stunden später bei Patienten mit fortgeschrittenen Malignomen (293).

Kathepsin B ist eine lysosomale Cysteinproteinase, die aus aktivierten Makrophagen freigesetzt wird, und Elastase ist eine lysosomale Serinproteinase, die bei Aktivierung polymorphzelliger Granulozyten vermehrt im Plasma nachzuweisen ist. Beide werden als wichtige unspezifische Entzündungsmediatoren angesehen (6). Elastase hat in vitro die Fähigkeit zahlreiche Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren (117) zu spalten, jedoch wird dieses in vivo durch den physiologischen Inhibitor α1-Antitrypsin verhindert. Dieser Hemmechanismus kann lokal durch hohe Elastasekonzentrationen oder durch Sauerstoffradikale - durch polymorphzellige Granulozyten freigesetzt - unterbrochen werden (260).

Proteinasen aus Neutrophilen scheinen an der Aktivierung der Plasminogenaktivatoren einen Anteil zu haben (191,218,219). Darüberhinaus zeigten eine Reihe von Untersuchungen (158,199,201), daß Mediatoren aus aktivierten, polymorphzelligen Granulozyten eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Organkomplikationen bei Intensivpatienten spielen und daß hier der Elastase (158,200) und den lysosomalen Proteinasen aus Makrophagen, wie Kathepsin B (6), eine diagnostische und prognostische Bedeutung zukommen.

Interleukin (IL)-6 ist ein Phosphoglykoprotein und wird durch Stimulation von IL-1 und TNF aus Monozyten, Makrophagen, Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen synthetisiert und freigesetzt. Es ist der wichtigste Mediator der Regulation der hepatischen Proteinsynthese in der Akutphase (2).

IL-8, ein Peptid, wird von Endothelzellen, Makrophagen und Leukozyten gebildet. Auch hier bewirken IL-1 und TNF Genexpression auf der Transkriptionsebene. Es bindet spezifisch Neutrophile, jedoch keine Monozyten und scheint durch Induktion der Neutrophilendegranulation die kapilläre Durchlässigkeit zu erhöhen (86).

Die Mediatoren wirken über Wechselwirkung mit spezifischen, membrangebundenen Rezeptoren der Zielzellen (61,217,268,269,303,159). Die Adhäsion der Neutrophilen an das Endothel verläuft über zwei Schritte. Zunächst kommt es zur vorübergehenden Anlagerung (’rolling’) vermittelt durch Selectine - E-Selectin auf Endothelzellen und L-Selectin auf der Oberfläche von Neutrophilen, Monozyten, Eosinophilen und Lymphozyten (294). Im zweiten Schritt kommt es zur festen Anlagerung der Neutrophilen vermittelt durch Integrine wie z.B. ICAM-1 (interzelluläres Adhäsionsmolekül) auf Makrophagen, Monozyten und Endothelzellen (294). Während einer Akutphase-Reaktion können auf diese Weise Leukozyten an das Endothel angelagert werden, die dann zwischen den Endothelzellen in das Gewebe einwandern.


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1.2.4.  Thrombozyten und Gefäßwand

Wird die Intima der Gefäßwand z.B. während Operationen verletzt, entfällt die Schutzfunktion endothelialer Mediatoren. An der nun thrombogenen Gefäßwand kommt es zu einer von Willebrand Faktor (vWF) Ag und Fibronektin vermittelten Adhäsion der Thrombozyten an das subendotheliale Kollagen und zur Thrombozytenaktivierung. Zahlreiche Faktoren, wie Adenosindiphosphat (ADP), Plättchen-aktivierender Faktor (PAF) und Arachidonsäuremetabolite, werden durch Exozytose (88) freigesetzt und können weitere Thrombozyten aktivieren (125). Bei überschwelliger Aktivierung (4) kommt es zur Thrombozytenaggregation mit Ausbildung eines hämostatischen Plättchenthrombus. Die Thrombozytenaktivierung kann die plasmatische Gerinnung fördern. Dieses geschieht durch Bereitstellung von Phospholipiden (Plättchenfaktor 3), auf der F X und Prothrombin aktiviert werden. Stimulierte Thrombozyten können neben Freisetzung von Fibrinogen, PAI, vWF u.a. auch das intrinsische plasmatische Gerinnungssystem und Fibrinolysesystem aktivieren: für ADP-stimulierte Thrombozyten konnte F XII Aktivierung (346) und für Kollagen-stimulierte Thrombozyten eine Aktivierung von F XI (345) nachgewiesen werden.

In vitro kann die Thrombozytenaggregation durch verschiedene Substanzen wie ADP, Adrenalin, Arachidonsäure, Kollagen, PAF, Ristocetin und Thrombin ausgelöst werden. Diese Agonisten werden an unterschiedlichen Membranrezeptoren der Thrombozyten gebunden und aktivieren den Phosphatidylinositol-Metabolismus (46).

Aktivierte Endothelzellen haben die Fähigkeit die Gerinnselbildung z.B. durch Expression von "tissue factor" (Gewebethromboplastin) zu induzieren (59). Auf der anderen Seite setzen Endothelzellen Substanzen, wie Prostazyklin (350), Glykosaminoglykane (53) und t-PA (215), frei, die hemmend in den Gerinnselbildungsprozeß eingreifen. Freisetzungsprodukte von Endotoxin-stimulierten Makrophagen und Monozyten, wie TNF und IL-1, können endotheliale Eigenschaften und damit die Hämostase beeinflussen. TNF z.B. kann Endothelzellen stimulieren, PAF (40), ‘platelet-derived growth factor’ (112) und ‘tissue factor-like protein’ mit prokoagulatorischer Aktivität (248) zu sezernieren.

Thrombomodulin ist ein Oberflächenrezeptor von Gefäßendothelzellen. Wenn Thrombin sich an endotheliales Thrombomodulin bindet, verliert es seine prokoagulatorischen Eigenschaften und im Thrombin-Thrombomodulinkomplex gewinnt es seine Fähigkeit, das Zymogen Protein C zu aktivieren. Auf diese Weise spielt Thrombomodulin eine wichtige Rolle als antikoagulierendes Protein der Gefäßwand (51,74,82). Immunhistologisch konnte nachgewiesen werden, daß Thrombomodulin an der Oberfläche von Endothelzellen der Blut- und Lymphgefäße in allen Organen mit Ausnahme des Gehirns (151,227) vorhanden ist. Darüberhinaus konnte Thrombomodulin auf dem epidermalen Epithel, in Makrophagen und in menschlichen Thrombozyten (74,316) nachgewiesen werden. Eine kleinere Form des Thrombomodulins, das lösliche (soluble(s)) Thrombomodulin (sThrombomodulin), konnte aus menschlichem Blut und Urin isoliert werden (74,150). Die Struktur von sThrombomodulin scheint vergleichbar mit dem löslichen Protein zu sein, das nach proteolytischer Modifikation von Thrombomodulin mit Verlust eines Teils der transmembranen Domäne (74) erhalten wird. Daher wird angenommen, daß sThrombomodulin im Plasma das Produkt verletzten Gefäßendothels (153) oder Folge einer proteolytischen Wirkung von Proteasen ist.


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1.3. Hämostasestörungen bei Lebererkrankungen

Die häufigste chronische Lebererkrankung ist die Leberzirrhose, d.h. der diffuse knotige Umbau des Lebergewebes. Hauptursachen sind virale Hepatitis und Alkoholabusus. Seltenere Ursachen sind primäre und sekundäre biliäre Zirrhose, Wilson'sche Krankheit, Hämochromatose, α1-Antitrypsinmangel und kryptogene Zirrhose. Akutes oder fulminantes Leberversagen führt innerhalb von Tagen bis Wochen nach Beginn der Symptome zur Enzephalopathie. Als Ursache sind hier fulminant verlaufende Hepatitis, Intoxikationen (Paracetamol-, Knollenblätterpilz-, Tetrachlorkohlenstoffvergiftungen) oder plötzliche Gefäßveränderungen (Budd-Chiari Syndrom) zu nennen. Mit unterschiedlichem zeitlichen Verlauf kommt es im Endstadium einer chronischen und akuten Lebererkrankung zu ausgeprägtem hepatozellulärem Funktionsausfall (297). Bezogen auf das Gerinnungssystem sind eine reduzierte Synthese der meisten Gerinnungs- und Fibrinolysefaktoren sowie eine inhibierte Clearance aktivierter Gerinnungsfaktoren und der meisten Inhibitorkomplexe die Folge. Im Endstadium einer chronischen Lebererkrankung kommt es komplizierend zur portalen Hypertension mit ausgeprägtem Kollateralkreislauf, der darüber hinaus die lokale Clearancefunktion der Leber umgeht und die Blutungsbereitschaft (z.B. aus Ösophagusvarizen) erhöht (25,41,176,226,289). Das Blutungsrisiko wird weiterhin gesteigert durch Thrombozytopenie (311), Thrombozytendysfunktion (14,202,330), Synthese dysfunktioneller Gerinnungsfaktoren wie Dysfibrinogenämie und Dysprothrombinämie (257,280) und DIC (25,28,334,338).

Goodpasture zeigte 1914 als erster, daß es bei chronischer Leberinsuffizienz zu Zeichen einer gesteigerten Fibrinolyse kommt (103). Daß diesem Phänomen eine reduzierte hepatische Clearance der Plasminogenaktivatoren zugrunde liegt, wurde von Fletcher et al. 1964 erstmalig vermutet (87). Spätere Untersuchungen zeigten sowohl erhöhte Spiegel von t-PA (30,162) und u-PA Ag (30,75) als auch verminderte Spiegel der Fibrinolyseinhibitoren (28,169,256) wie α2-Antiplasmin (3) bei chronischen Lebererkrankungen. Plasminogenspiegel sind bei Patienten mit chronischen Lebererkrankungen erniedrigt, erklärbar durch die herabgesetzte hepatische Synthese und den erhöhten peripheren Verbrauch bei gesteigerter Fibrinolyse (56,87,311). Bei Patienten mit Leberzirrhose scheint es zu einer gesteigerten Prothrombinaktivierung mit erhöht zu messenden TAT Spiegeln zu kommen. Differentialdiagnostisch muß hier jedoch auch an eine Konzentrationssteigerung durch herabgesetzte hepatische Clearance gedacht werden. Eine DIC-artige Konstellation scheint sich erst bei deutlich erniedrigten AT III Werten zu entwickeln (11).

1.4. Hämostasestörungen bei orthotoper Lebertransplantation

Während der OLT treffen vorbestehende multifaktorielle Hämostasestörungen, die aufwendige Operation mit zahlreichen Gefäßmanipulationen und der Ersatz der Leber - als Synthese- und Clearanceorgan der Hämostasefaktoren - aufeinander. Die Verbesserung der Operationstechnik, der Anästhesie, der Immunsuppression und der Spenderorgankonservierung haben die intra- und postoperative Letalität entscheidend senken können. Den Hämostasestörungen bei der OLT mit oft ausgedehnten Blutverlusten kommt primäre Bedeutung für die intra- und postoperative Prognose zu (23,29,101). Diese hämostaseologischen Veränderungen können während der OLT zu den drei Operationsphasen in Beziehung gesetzt werden, der präanhepatischen Phase, in der die Empfängerleber [Seite 17↓]mobilisiert und ein veno-venöser Shunt von der Pfortader und V.femoralis zur V.axillaris vorbereitet wird, die anhepatische Phase, die mit dem Verschluß der Blutversorgung der Empfängerleber beginnt, und die Reperfusionsphase, die mit Öffnung der A.hepatica Anastomose beginnt und bis zum Operationsende andauert. Vor Öffnung der V.cava Anastomose wird die Spenderleber mit arteriellem Blut (ca. 0.5 Liter) aus der A.hepatica gespült, das sog. Flushing der Leber.

In der anhepatischen Phase und Reperfusionsphase besteht ein hoher Transfusionsbedarf.

In allen Phasen der OLT hängt der Blutverlust vom präoperativen Gerinnungsstatus, von den Operationsbedingungen, wie Gefäßstatus, eventuelle Adhäsionen durch Voroperationen und dem Ausprägungsgrad einer portalen Hypertension, und nicht zuletzt von der chirurgischen Erfahrung des Operateurs ab (101,178,326). In der anhepatischen Phase zeigten wenige Untersuchungsergebnisse Zeichen einer gesteigerten Gerinnungsaktivierung vor allem bei Patienten mit Lebermalignomen (145). Diese waren mit Gerinnungsaktivierungen bei anderen Leberoperationen vergleichbar (145,170,287).

Während der anhepatischen Phase kommt es zu einem stärkeren Blutverlust. Welche hämostaseologischen Veränderungen primär für diesen erhöhten Blutverlust verantwortlich zu machen sind, wird kontrovers diskutiert. Ältere Studien berichten von Zeichen einer gesteigerten Gerinnungsaktivierung in der anhepatischen Phase der OLT (24,26,204,265). Es wird ein gleichzeitiger Abfall von Gerinnungsfaktoren (F I, F II, F V, F VII, F VIII, F X), Inhibitoren (AT III) und Thrombozyten beobachtet (27,108,213,233,234,239,265,266). Dabei wird der vollständige Wegfall der Synthese- und Clearancefunktion der Leber als auslösender Faktor diskutiert (27,239,272). Dieses konnte in nachfolgenden Untersuchungen nicht bestätigt werden (165,207,209,262).

Sicherlich haben Menge und Art des Volumenersatzes einen entscheidenden Einfluß auf die Patientenhämostase und können ihrerseits ohne stattfindende DIC zu einer Abnahme sämtlicher Gerinnungsproteine führen. Auch eine gesteigerte Aktivierung des Fibrinolysesystems scheint zur erhöhten Blutungsneigung beizutragen. So wurden in der anhepatischen Phase Zeichen einer Hyperfibrinolyse im Thrombelastogramm und als Verkürzung der Euglobulinlysezeit gemessen (24,108,164,165,170,265). Der extrinsischen fibrinolytischen Aktivität mit t-PA scheint eine wesentliche Bedeutung in der Genese dieser gesteigerten Fibrinolyse zuzukommen (78,119,263,275). Die kurze Halbwertszeit von t-PA (3-5 Minuten (10)) und der Wegfall der hepatischen t-PA Clearance bieten eine Erklärung für die t-PA Aktivitätserhöhung in der anhepatischen Phase. Ein Teil der Hyperfibrinolyse kann auch unabhängig davon reaktiv bei Gerinnungsaktivierung bedingt sein (299). In Analogie zum kardiopulmonalen Bypass ist es vorstellbar, daß es auch bei der OLT durch den veno-venösen Shunt als Fremdoberfläche zur Aktivierung des kontaktabhängigen intrinsischen Fibrinolysesystems kommt (93,189,341).

Mit Beginn der Reperfusionsphase kommt es klinisch zur Steigerung der Blutungsneigung (237,238,274). Dabei müssen neben den durch die anhepatische Phase vorbestehenden Hämostasestörungen neu hinzukommende, postreperfusionelle Faktoren berücksichtigt werden.

Zwischen Entnahme und Reperfusion wird die Spenderleber in einer kalten Konservierungslösung aufbewahrt. Während dieser kalten Ischämiezeit kommt es durch reduzierten Zellstoffwechsel bei Endothelzellen, Hepatozyten und bei an der Gefäßwand verbleibenden Blutzellen zu Schädigungen mit Diffusionsstörungen und Zelluntergängen. In [Seite 18↓]schlecht präservierten Transplantaten konnte eine Desquamation von Endothelzellen nachgewiesen werden (261). Die Bedeutung dieses Prozesses zeigt sich bei der Beobachtung, daß bei humanen und tierexperimentiellen OLTs die Schwere der Hämostasestörungen von der Qualität des Spenderorgans (27,170,220) und der Länge der kalten Ischämiezeit (38,171,265,348) abhängt. Auch geben experimentelle Untersuchungen Anlaß zu der Vermutung, daß intra- und postoperative Komplikationen bei OLT eng verknüpft sind mit der Freisetzung toxischer Mediatoren aus aktivierten Kupfferzellen (39,54), geschädigten Endothelzellen (38,39) und Leukozyten (6,320), wie Proteinasen, TNF, Leukotriene und Oxygenrakikale (54).

Kontrovers wird diskutiert, ob postreperfusionell eine beginnende DIC mit Abfall von Gerinnungsfaktoren, AT III und Thrombozytenzahl (27,108,170) und/oder eine Hyperfibrinolyse (165) primär für die gesteigerte Blutungsneigung verantwortlich zu machen ist (27,73,78,164,207,209,213,263,266,275,313).

1.5. Fibrinolyseinhibitoren bei Lebererkrankungen und orthotoper Lebertransplantation

Zur therapeutischen Beeinflussung der erhöhten Blutungsbereitschaft bei OLT wurden zunächst synthetische Fibrinolyseinhibitoren wie Epsilonaminocapronsäure (EACA) (in Deutschland nicht verfügbar) und Tranexamsäure verwendet, die durch Hemmung der Plasminogen- und Plasminbindung an Fibrin oder Fibrinogen einer (Hyper-)Fibrinolyse entgegenwirken (325). So konnte ein günstiger Effekt von EACA bei Patienten mit chronischen Lebererkrankungen und gleichzeitiger Hyperfibrinolyse nachgewiesen werden (206,255). Bei OLT konnte in einigen nicht-kontrollierten Studien über einen erfolgreichen Einsatz dieser Medikamentengruppe bei klinisch manifesten Hyperfibrinolysen berichtet werden (165,263), während dies in einer größeren Studie nicht bestätigt werden konnte (52). In anderen Studien wurde nachgewiesen, daß es während einer EACA-Therapie sowohl tierexperimentell (170,265) als auch bei Patienten mit Lebererkrankungen und Hyperfibrinolyse zu vermehrten thromboembolischen Komplikationen kommt (62,240,278). Der differenzierte Einsatz von synthetischen Antifibrinolytika setzt die Diagnose einer manifesten Hyperfibrinolyse voraus und eignet sich daher in der Regel aufgrund der prothrombogenen Effekte nicht zur Blutungsprophylaxe. Eine neuere Studie (168) zeigte bei kontinuierlicher Gabe von kleinen Dosen der Tranexamsäure geringere Fibrinolysezeichen bei jedoch vergleichbarem Transfusionsbedarf, während eine andere Studie (33) bei hochdosierter Gabe von Tranexamsäure eine deutliche Verminderung des Transfusionsbedarfs verzeichnete.

Aprotinin ist ein parenteral zu applizierender Proteinaseninhibitor, der aus Rinderorganen gewonnen wird (92). Es wurde unabhängig von Kraut et al. 1930 (194) als Kallikreininaktivator und von Kunitz und Northrop 1936 (198) als Trypsininaktivator im Rinderpankreas entdeckt. Aprotinin ist ein einkettiges Polypeptid mit einer Halbwertszeit von 2 Stunden bei Normalpersonen (92,339). Aprotinin hemmt ein breites Spektrum von Serinproteasen, vor allem Plasmin, Kallikrein und Trypsin. Die erforderliche Hemmdosis ist bei den einzelnen Enzymen unterschiedlich. So ist z.B. eine Konzentration von 50 KIU (kallikrein inhibitor units)/ml notwendig, um Plasmin zu hemmen, während für Kallikrein 200 KIU/ml benötigt werden (92). Aprotinin wird über die renalen Glomeruli filtriert und im Anschluß an die Tubuli gebunden. Dort wird es mit Verzögerung von den renalen Lysosomen abgebaut (352). Aprotinin wirkt vergleichsweise schwach immunogen (352), und die Inzidenz [Seite 19↓]von allergischen Reaktionen ist niedrig (19,89,324). In einer Zusammenstellung von 671 Patienten mit kardialen Operationen und intraoperativer Aprotininapplikation wurden nur in 4 Fällen allergische Reaktionen und bei 7 Patienten eine renale Dysfunktion beobachtet (19). Bei Herzoperationen mit kardiopulmonalem Bypass konnte mit Hilfe hoher Aprotiningaben (5 Millionen KIU/Operation) (72,89,278) der Transfusionsbedarf hochsignifikant gesenkt werden, ohne daß dabei thromboembolische Komplikationen auftraten. Auch bei Polytraumapatienten wurden hohe Dosen (17.5 Mill. KIU/24h) komplikationslos vertragen; sie führten zur deutlichen Verminderung des Transfusionsbedarfs (49). Diese Ergebnisse ließen den empirischen Einsatz von Aprotinin bei Hyperfibrinolyse im Rahmen der OLT prüfenswert erscheinen (251).


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15.09.2004