Is Vertebral Artery Hypoplasia a Predisposing Factor for Posterior Circulation Cerebral Ischemic Events? A Comprehensive Review

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

In der vorliegenden Literaturübersicht, präsentieren wir veröffentlichte Daten aus Fallberichten, Bildgebungsprotokollen und Kohortenstudien, um den Zusammenhang zwischen VAH und zerebraler Ischämie im hinteren Kreislauf eingehend zu diskutieren. Unsere Literatursuche über Medline und Embase basierte auf der Kombination der Begriffe: Vertebralarterienhypoplasie, Schlaganfall, transitorische ischämische Attacken, Hirnstamm- und Kleinhirninfarkte und posteriore Zirkulationsischämie. Die Referenzen der gefundenen Artikel wurden ebenfalls gescreent. Es wurden nur englischsprachige Arbeiten eingeschlossen. Die letzte Suche erfolgte in PubMed am 13. Oktober 2012.

Case Reports‘ Hypothesis: Vertebral Artery Hypoplasia May Lead to Posterior Circulation Ischemia, when Combined with Conventional Risk Factors

Giannopoulos et al. berichteten über drei Fälle von jungen Erwachsenen (Durchschnittsalter 38 Jahre) mit lateralen medullären ischämischen Ereignissen und assoziierten diese Ereignisse mit dem Vorhandensein einer ipsilateralen hypoplasischen Vertebralarterie auf MRA. Alle 3 Patienten hatten zwei zusätzliche atherosklerotische oder nicht-atherosklerotische Risikofaktoren für einen Schlaganfall, was darauf hindeutet, dass eine Vertebralarterien-Hypoplasie in Kombination mit anderen konventionellen Risikofaktoren einen optimalen Hintergrund für eine Hirnstamm-Ischämie darstellen kann. Keiner dieser Patienten hatte eine rezidivierende transitorische ischämische Attacke (TIA) oder einen Schlaganfall nach der sekundären Schlaganfallprävention und keiner von ihnen hatte auf MRT-Scans andere ischämische Schlaganfälle in anderen Gefäßterritorien, außer denen in der lateralen Medulla. Die Autoren schlussfolgerten, dass sowohl ihr ereignisloser Verlauf als auch ihre Anamnese ihre anfängliche Hypothese unterstützen, dass ihre Schlaganfälle auf das Vorhandensein einer hypoplastischen Vertebralarterie zurückzuführen sind.

Das Locked-in-Syndrom aufgrund eines Hirnstamminfarkts wurde von Orimo et al. bei einem 36-jährigen Mann mit Bluthochdruck und Hypercholesterinämie beschrieben. Die MRT-Bildgebung des Gehirns zeigte eine Infraktion der Pons, der Medulla oblongata und des rechten Kleinhirns, während die zerebrale Angiographie eine bilaterale VAH, eine persistierende rechte primitive Trigeminusarterie und einen retrograden Blutfluss der Arteria basilaris aus der primitiven Trigeminusarterie ergab.

Tai et al. haben kürzlich einen Fall von beidseitigem medialen Markinfarkt bei einem 60-jährigen Mann mit VAH, unkontrolliertem Bluthochdruck, Hypercholesterinämie und einer einzelnen Episode einer transienten ischämischen Attacke vor 15 Jahren vorgestellt. Die MRA bestätigte das Vorhandensein einer hypoplastischen linken Vertebralarterie mit atherosklerotischen Veränderungen, einem Verschluss nach der A. cerebri posterior inferior und einer Stenose der proximalen Arteria basilaris. Eine bilaterale Hypoplasie – eine seltene Anomalie der Arteria vertebralis mit einer geschätzten Häufigkeit von 0,75 % – wurde auch bei einer 67-jährigen Patientin mit Kleinhirninfarkt von Mestan festgestellt. Das Angiogramm in diesem speziellen Fallbericht zeigte jedoch keine Hinweise auf eine vertebrale atherosklerotische Verschlusskrankheit.

Schließlich betrachteten Kawakami et al. die VAH als prädisponierenden Faktor für eine ipsilaterale Vertebralarteriendissektion und einen begleitenden Kleinhirninfarkt nach einer Sportverletzung bei einem 8-jährigen Jungen.

Bildgebende Studien zeigen, dass neurologische Symptome bei Patienten mit Vertebralarterienhypoplasie auf einen verminderten Blutfluss und eine nachfolgende zerebrale Hypoperfusion zurückzuführen sind

Ein verminderter Durchmesser der Vertebralarterie wurde in einer sonographischen Auswertung von pädiatrischen Patienten mit einer Vorgeschichte von Kopfschmerzen, Schwindel oder Synkopen sowohl mit einem verminderten Blutfluss als auch mit einer unzureichenden Blutversorgung des hinteren Kreislaufs in Verbindung gebracht. Die Rolle der VAH in der Pathogenese der Migräne wurde auch mit Farbdoppler-Ultraschall bei 59 Migränepatienten untersucht. Migränepatienten mit Aura hatten eine höhere Häufigkeit von VAH (29%) im Vergleich zu Migränepatienten ohne Aura (7%), was darauf hindeutet, dass VAH vermutlich zur Hypoperfusion im hinteren Kreislauf während der Auraphase beiträgt. Simon et al. haben darüber hinaus VAH als Hauptursache für die ausgeprägte ispilaterale Kleinhirnhypoplasie vorgeschlagen, die bei einem 48-jährigen Patienten beobachtet wurde.

In einer retrospektiven Analyse von Farbdoppler-Ultraschalldaten hatten gesunde Probanden mit VAH ein signifikant niedrigeres mittleres Flussvolumen (MFV) in der hypoplastischen Vertebralarterie und ein leicht erhöhtes MFV in der kontralateralen Arterie im Vergleich zu denen ohne VAH. Das mittlere Nettoflussvolumen (MnFV) – die Summe der MFV der bilateralen VA – war ebenfalls signifikant niedriger und die Prävalenz der Flussvolumeninsuffizienz der Vertebralarterie war bei Probanden mit unilateraler VAH entsprechend höher. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass sowohl das MFV als auch das MnFV in einem starken positiven Zusammenhang mit dem Durchmesser der Arteria vertebralis stehen. Ebenso zeigten Min et al., dass das MFV auf der kontralateralen (nicht-hypoplastischen) Seite der Vertebralarterien-Hypoplasie oder -Aplasie erhöht war, obwohl die entsprechende ipsilaterale Abnahme des MFV in der hypoplastischen Arterie in ihrer Studie keine statistische Signifikanz erreichte.

Trotz Kontroversen in der Literatur werden Embolie und beeinträchtigtes vertebrales Blutflussvolumen als die Hauptmechanismen der vertebrobasilären Ischämie angesehen. Wenn der Blutfluss in der einen VA vorübergehend reduziert ist, wird der Fluss in der gegenüberliegenden VA kompensatorisch erhöht, um einen ausreichenden Fluss in der Arteria basilaris zu gewährleisten. Bei bestimmten Preisen im Durchmesser der VAH wird der Blutfluss jedoch stärker reduziert, was zu einer unausgewogenen Hämodynamik und einer unzureichenden Blutversorgung des Gehirns führt.

Kohortenstudien testen und stützen die Hypothese weiter

Patienten mit kombinierter Karotis- und Vertebralarterienerkrankung wiesen eine erhöhte Inzidenz von TIAs im vertebrobasilären System auf (71%), verglichen mit Patienten mit isolierter Karotiserkrankung (8%). Dieser deutliche Unterschied unterstreicht die dominante Rolle der Vertebralarterien bei der Pathogenese von TIA im hinteren Kreislauf. Überraschenderweise waren in einer anderen großen Multicenterstudie Anomalien der Vertebralarterien stärker mit der Kleinhirnischämie verbunden als die Anomalien der Kleinhirnarterien, die direkt zu den ischämischen Arealen führen. Genauer gesagt hatten zwei Drittel der Patienten mit einem Infarkt der A. cerebri superior oder der A. cerebri anterior inferior einen einseitigen Verschluss der A. vertebralis oder eine schwere Stenose.

Eine retrospektive Analyse von 529 Patienten mit ischämischem Schlaganfall durch Park et al. zeigte, dass die VAH zwar ein häufiger Befund in der asymptomatischen Bevölkerung ist, aber in hohem Maße mit Schlaganfällen im hinteren Kreislauf assoziiert ist. Perren et al. bestätigten, dass unter 725 Schlaganfall-Patienten, die zum ersten Mal einen Schlaganfall erlitten, diejenigen mit Schlaganfall im hinteren Kreislauf signifikant häufiger eine VAH aufwiesen (13%) als diejenigen mit Schlaganfall in anderen Territorien (4,6%). In ähnlicher Weise berichteten Chuang et al., dass in einer Studiengruppe von 191 Patienten mit akutem ischämischem Schlaganfall die Gesamthäufigkeit von unilateralem VAH bei 11,5 % lag und dieser Prozentsatz bei Hirnstamm- oder Kleinhirninfarkt signifikant höher war. Mehr als die Hälfte der Patienten der Studiengruppe hatte einen einzelnen vaskulären Risikofaktor und 79,4% von ihnen hatten einen zusätzlichen vaskulären Risikofaktor. Schließlich fand eine sehr aktuelle retrospektive Studie von Hu et al. eine ähnliche Prävalenz von VAH (10,8%) bei chinesischen Patienten mit akutem ischämischem Schlaganfall. Das Vorhandensein einer VAH schien nach einer multivariaten logistischen Regressionsanalyse ebenfalls ein unabhängiger Risikofaktor für eine posteriore zerebrale Ischämie zu sein.

Auch in einer pädiatrischen Population von Kindern zwischen 3 und 14 Jahren machte die Hypoplasie des vertebrobasilären Systems 3 % der gesamten zerebrovaskulären Hypoplasien aus, und insbesondere die VAH wurde als Hauptursache für transitorische ischämische Attacken angesehen. Weitere Berichte legten nahe, dass Kinder mit kongenitaler hypoplastischer Vertebralarterie entweder in jungen Jahren oder später im Erwachsenenalter anfälliger für Arteriosklerose waren.

Park et al. zeigten in einem weiteren Studienprotokoll, dass die meisten der 37 akuten Schlaganfallpatienten mit einem Vertebralarteriendurchmesser von weniger als 3 mm im V2-Segment relativ kleine oder verstreute Läsionen im VA-Territorium (Kleinhirn und/Medulla) aufwiesen, im Vergleich zu Schlaganfallpatienten ohne kleines vertebrobasiläres System. Der häufigste angiographische Befund bei Patienten mit kleiner Arteria vertebralis und/oder kleiner Arteria basilaris war eine VA-Stenose oder ein VA-Verschluss und die häufigsten vaskulären Risikofaktoren waren Hypertonie (83,3%) und Diabetes (22,2%). Alle diese Patienten hatten eine fetale posteriore Zirkulation mit einem fehlenden oder hypoplastischen P1-Segment der hinteren Hirnarterie, was die Hypothese stützt, dass ihre Vertebralarterien kongenital klein sein müssen und nicht erworben. Beim FTP-Willis-Zirkel besteht eine embryonale Ableitung der hinteren Hirnarterien von der Arteria carotis interna statt von der Arteria basilaris, oder es besteht eine Kommunikation mit der Arteria basilaris durch ein hypoplastisches P1-Segment der PCA. Das Vorhandensein der oben erwähnten nicht-funktionellen Kollateralbahn war in einer anderen Fallserie von 13 Patienten sowohl mit einem hypoplastischen vertebrobasilären System als auch mit einer Ischämie der hinteren Zirkulation stark assoziiert.

Beide Studien von Park et al. und Chuang et al. stimmen darin überein, dass die Mehrheit der Patienten mit VAH-bedingtem ischämischem Schlaganfall auf einer großarteriellen Atherosklerose beruht. Eine hypoplastische Vertebralarterie könnte aufgrund ihres verminderten Flussvolumens und ihrer Flussgeschwindigkeiten vermutlich anfälliger für prothrombotische oder atherosklerotische Prozesse sein als normale Vertebralarterien. Die Blutrheologie bei niedriger Scherrate war bei symptomatischen Patienten mit VAH signifikant beeinträchtigt im Vergleich zu den VAH-Patienten, die asymptomatisch waren, was einen weiteren Hinweis darauf liefert, dass eine veränderte Blutrheologie in der Vertebralarterie zu einer posterioren zerebralen Ischämie führen könnte .

Diskussion und Schlussfolgerung

Die Prävalenz der VAH wird grob auf 1,9 bis 11,6 % geschätzt, da bisher weder ein Konsens über ein standardisiertes Messsystem noch über den Cut-off-Durchmesser (Bereich 2,0-3,0 mm) für die Definition einer VAH erzielt wurde. Daher ist ein Vergleich der Daten verschiedener Forschergruppen schwierig, wenn nicht gar unmöglich. Ergebnisse aus zwei verschiedenen Ultraschallprotokollen zeigen, dass rechtsseitige VAH doppelt so häufig vorkommen wie linksseitige VAH . Was den Grad der Hypoplasie anbelangt, so wurde eine schwere einseitige Hypoplasie bei 5,3 % der gesamten Studienpopulation und bei 12,3 % der hypoplastischen Untergruppe in MRT-Scans von Patienten mit zervikalen Schmerzen festgestellt. VAH wurde auch mit einer Hypoplasie oder Stenose der Arteria basilaris in Verbindung gebracht, was das Risiko einer Hypoperfusion des hinteren Kreislaufs weiter erhöht.

Unter den bildgebenden Verfahren ist der Doppler-Ultraschall ein wertvolles, schnelles und nicht-invasives Verfahren zur Beurteilung der Vertebralarterien, auch wenn die Differenzialdiagnose zwischen Hypoplasie, Aplasie, Verschluss oder Dissektion der Vertebralarterien schwierig sein kann . Selbst die konventionelle Angiographie oder MRA können eine Hypoplasie oder Aplasie der Vertebralarterien nicht zuverlässig von einem Gefäßverschluss unterscheiden, da sie nur den intraluminalen Fluss darstellen und die Gefäßwände nicht visualisieren können . Daher führt die Schwierigkeit für Standard-Angiographietechniken, kongenitale Varianten von sekundären Thrombosen in den Vertebralarterien zu unterscheiden, primär zu einer Unterdiagnose der VAH.

Caplan und Baker waren die ersten, die bemerkten, dass kleinere gepaarte Arterien im Vergleich zu ihren größeren Gegenstücken eher verschlossen sind, und warfen die Frage auf, ob die kongenitalen hypoplastischen Gefäße von Natur aus anfälliger für Verschlüsse sind. Die oben genannte Hypothese wurde später in Fallberichten von Patienten mit posteriorer zerebraler Ischämie ipsilateral einer hypoplastischen Vertebralarterie aufgestellt und in großen Kohortenstudien weiter untersucht.

Es ist klar, dass die Erklärung nicht allein in der Größe liegen kann, da viele intrakranielle Arterien kleiner sind als die in diesen Studien identifizierten hypoplastischen oder kleineren Arterien, und sie sind nicht prädisponiert zu verschliessen. Die Antwort muss irgendwie in der Physik des Blutflusses und der schieren Kräfte liegen. Es muss eine Wechselwirkung zwischen Blutdruck, Blutbestandteilen und der Rheologie und Physik des Blutflusses an verschiedenen arteriellen Stellen geben, die die Daten erklärt. Eine Arterie mit kleinem Durchmesser scheint anfälliger für Stenosen oder Verschlüsse zu sein, da ihre niedrige Fließgeschwindigkeit bei Vorliegen konventioneller vaskulärer Risikofaktoren zu prothrombotischen oder atherosklerotischen Prozessen prädisponiert. Schließlich kann ein Schlaganfall im hinteren Kreislauf durch eine Arterien-zu-Arterien-Embolie aus der gering durchströmten stenotischen VA auftreten. Konsistente Literaturdaten über die Assoziation der VAH mit einem spezifischen pathogenetischen Mechanismus gibt es nicht. Die Hypothese von Park und Mitarbeitern stimmt mit der klinischen Beobachtung überein, dass eine proximale Embolie (kardial oder arteriell) die Hauptursache für einen Infarkt im hinteren Kreislauf ist, insbesondere bei einem Infarkt der oberflächlichen hinteren Hirnarterie, wobei die Emboliequelle in mehr als einem Drittel der Fälle unbestimmt bleibt. Wir können jedoch anmerken, dass in unserer Serie von Patienten mit VAH und medullärer Ischämie eine in situ Atherothrombose im Gebiet der Perforatoren der wahrscheinlichste Mechanismus sein könnte.

Daher ist der hintere Kreislauf bei Patienten mit VAH vermutlich anfälliger für Ischämie, insbesondere bei denen mit schwerer Hypoplasie. Die meisten dieser Individuen bleiben asymptomatisch, aber das Schlaganfallrisiko steigt weiter an, wenn zusätzliche atherosklerotische Faktoren koexistieren.

Disclosure Statement

Die Autoren berichten keinen potentiellen Interessenkonflikt.

Aristeidis H. Katsanos, MD

Abteilung für Neurologie

University of Ioannina, School of Medicine

University Campus, GR-45110 Ioannina (Greece)

E-Mail [email protected]

Received: January 22, 2013
Accepted: April 25, 2013
Published online: June 26, 2013
Issue release date: August 2013

Anzahl der Druckseiten: 6
Anzahl der Abbildungen: 0
Anzahl der Tabellen: 3

ISSN: 0014-3022 (Print)
eISSN: 1421-9913 (Online)

Für weitere Informationen: https://www.karger.com/ENE