Vorhofflimmern – Ursachen

Pathogenese (Krankheitsentstehung)

Vorhofflimmern (VHF) ist eine Herzrhythmusstörung, die durch eine gestörte elektrische Aktivität der Vorhöfe charakterisiert ist. Dabei kommt es zu einer intraatrialen (innerhalb eines Vorhofs) Erregungskreisung durch Mikro-Reentry-Mechanismen (Wiedereintritt von Erregungen), was zu einer Vorhofflimmerfrequenz von 350 bis 600 Schlägen/min führt. Die unkontrollierte Aktivität der Vorhöfe beeinträchtigt die Fähigkeit des Herzens, effektiv Blut in die Kammern zu pumpen.

Mechanismus der Entstehung

• Mikro-Reentry-Mechanismen: Durch diese wiederholten, kreisenden Erregungswellen entsteht ein unkoordinierter Vorhofrhythmus. Diese chaotische Erregung führt dazu, dass die Vorhöfe nicht mehr synchron mit den Herzkammern kontrahieren, was zu einer signifikanten Reduktion des Herzzeitvolumens (HZV) führt.
• Einfluss des AV-Knotens: Der AV-Knoten fungiert als Frequenzfilter und leitet nur einen Teil der schnellen Vorhoferregungen an die Kammern weiter. Dies resultiert in einer unregelmäßigen atrioventrikulären (den Abschnitt zwischen Herzvorhof und Herzkammer betreffend) Überleitung und einer sogenannten absoluten Arrhythmie (unregelmäßiger Herzschlag).
• Auswirkungen auf die Pumpfunktion: Da die effektive Vorhofkontraktion fehlt, kommt es zu einer Einschränkung der diastolischen Füllung der Ventrikel (Herzkammern). Dies führt zu einem um etwa 20 % reduzierten Herzschlagvolumen und einer entsprechenden Abnahme des Herzzeitvolumens.

Einfluss des vegetativen Nervensystems

Die Balance zwischen sympathischen und parasympathischen Einwirkungen spielt eine zentrale Rolle als Prädiktor für das Auftreten von Vorhofflimmern. Man unterscheidet dabei:

• Vagal induziertes Vorhofflimmern [1]:
  • Tritt häufig nachts oder nach dem Essen (postprandial) auf.
  • Typisch bei vermehrter Aktivität des parasympathischen Nervensystems.
• Adrenerg bestimmtes Vorhofflimmern [1]:
  • Meist tagsüber unter körperlicher oder emotionaler Belastung.
  • Charakteristisch bei vermehrter Aktivität des sympathischen Nervensystems.

Ursachen

Vorhofflimmern kann unterschiedliche Ursachen haben:

• Kardiale Ursachen (etwa 2/3 der Fälle):
  • Koronare Herzerkrankung (KHK)
  • Herzinsuffizienz (Herzschwäche)
  • Hypertonie (Bluthochdruck)
  • Herzklappenerkrankungen (Vitien)
• Extrakardiale Ursachen (etwa 1/4 der Fälle):
  • Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion)
  • Alkohol ("Holiday-Heart-Syndrom")
  • Infektionen oder Entzündungen
  • Elektrolytstörungen
• Idiopathisches Vorhofflimmern (Lone Atrial Fibrillation):
  • Etwa 10 % der Patienten haben keine strukturelle Herzerkrankung und keine vaskulären Risikofaktoren.
  • Häufig betrifft diese Form jüngere Patienten (< 65 Jahre).

Gender-Unterschiede in der Pathogenese

Studien zeigen, dass es bei Männern und Frauen geschlechtsspezifische Unterschiede gibt:

• Frauen mit Vorhofflimmern leiden häufiger an arterieller Hypertonie (Bluthochdruck), Klappenvitien (Herzklappenerkrankungen) und diastolischer Dysfunktion (HFpEF: "Heart Failure with preserved Ejection Fraction").
• Männer zeigen hingegen häufiger eine Neigung zu linksventrikulären systolischen Funktionsstörungen und strukturellen Herzerkrankungen.

Zusammenfassung und klinische Relevanz

Vorhofflimmern ist eine komplexe Herzrhythmusstörung, die durch ein mikro-reentry-Mechanismus in den Vorhöfen charakterisiert ist. Die unkontrollierte elektrische Aktivität führt zu einer reduzierten mechanischen Funktion der Vorhöfe und einer eingeschränkten diastolischen Füllung der Ventrikel. Dies kann zu einer signifikanten Reduktion des Herzzeitvolumens führen, was die körperliche Leistungsfähigkeit stark beeinträchtigen kann. Die Ursachen sind vielfältig, wobei kardiale Erkrankungen und extrakardiale Risikofaktoren eine wesentliche Rolle spielen. Besonders die Berücksichtigung geschlechtsspezifischer Unterschiede in der Pathogenese und im klinischen Verlauf ist wichtig für eine adäquate Behandlung und Prognosebewertung der Patienten.

Ätiologie (Ursachen)

Biographische Ursachen

• Genetische Belastung durch Eltern, Großeltern:
  • Es besteht ein doppelt so hohes Risiko für Vorhofflimmern, wenn mindestens ein Elternteil bereits Vorhofflimmern hatte. 14,8 % der Patienten hatten einen Verwandten ersten Grades, der ebenfalls an Vorhofflimmern erkrankt war [11].
  • Bei familiärer Vorbelastung: relatives Risiko (RR): 1,92-faches Risiko; mehrere nahe Familienmitglieder betroffen: 4-faches Risiko (RR 3,63) [14].
    Phänotypische Variabilität des Vorhofflimmerns: 19,9 % genetische Faktoren, 3,5 % gemeinsame Umweltfaktoren und 76,6 % spezifische Einflüsse der Umgebung [14].
  • Genpolymorphismen/Genvarianten: wenn die Patienten jünger als 30 Jahre alt waren, wies fast jeder fünfte (16,8 %) in dieser Altersgruppe eine solche Genvariante auf; bei den über 60-Jährigen hingegen war die Rate mit 7,1 % am geringsten [32].
  • Genetisches Risiko abhängig von Genpolymorphismen:
    • Gene/SNPs (Einzelnukleotid-Polymorphismus; engl.: single nucleotide polymorphism):
      • Gene: LOC729065
        
      • SNP: rs2200733 im Gen LOC729065
        • Allel-Konstellation: TT (1,5-fach)
        • Allel-Konstellation: CT (1,4-fach)
        • Allel-Konstellation: CC (0,86-fach)
      • SNP: rs10033464 in einer intergenischen Region
        • Allel-Konstellation: TT (1,4-fach)
        • Allel-Konstellation: CT (1,28-fach)
        • Allel-Konstellation: GG (0,92-fach)
    • 150 SNPs, die zu ca. 11,2 % aller Erkrankungen erklären; Gene:  z. B. KCNH2 (Information für einen Kaliumkanal, der Angriffspunkt von Amiodaron oder Sotalol);  SCN5A (Informationen für den Natriumkanal, auf den Antiarrhythmika wie Flecainid und Propafenon wirken) [21]
• Frühgeburt (vor der 37. Schwangerschaftswoche) oder hohes Geburtsgewicht (Large for Gestational Age“, LGA) [35]
• Lebensalter – höheres Alter 
• Körpergröße – wobei das relative Risiko bei einer Zunahme der Größe um 10 cm signifikant ansteigt [3] (große Menschen haben auch ein großes Atrium/Vorhof)
• Hormonelle Faktoren – Klimakterium (Wechseljahre) der Frau

Verhaltensbedingte Ursachen

• Ernährung
  • Opulente Mahlzeit (üppiges Essen)
  • Hoher Kochsalzkonsum – Männer im höchsten Quintil Q5 (6,3 g/d) hatten ein signifikant höheres Vorhofflimmerrisiko (+15 %) als Männer im mittleren Quintil Q3 (4,4 g/d) [27]
  • Mikronährstoffmangel (Vitalstoffe) – siehe Prävention mit Mikronährstoffen
• Genussmittelkonsum
  
  • Alkohol* (Frau: > 15 g/Tag; Mann: > 20 g/Tag) (Trigger für symptomatisches paroxysmales (anfallsartiges) Vorhofflimmern: 35 % der Fälle) [22]
    • Holiday-Heart-Syndrom*: durch Alkohol ausgelöste Rhythmusstörung]; signifikante Dosis-abhängige Verschlechterung der linksventrikulären Funktion nach Alkohol (Auswurffraktion/Ejektionsfraktion (EF): Reduktion von durchschnittlich 58 % auf durchschnittlich 52 %; bei Gesunden: 50-60 % [2]
    • Zunahme des VHF in Abhängigkeit von der Alkoholdosis 
      • Der tägliche Konsum von einem Achtel Wein (0,125 l) oder einem kleinen Bier (0,3 l) ist mit einem erhöhten Risiko von 16 % für Vorhofflimmern assoziiert [28].
    • Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Flimmerepisode in Abhängigkeit von der Alkoholdosis innerhalb von 4 Stunden [31]:
      • ein einzelnes alkoholisches Getränk → 2-fach erhöhtes Risiko
      • mindestens zwei Drinks →  3,58-fach erhöhtes Risiko
      • Mit jedem Anstieg des maximalen Blutalkoholspiegels um 0,1 % erhöhte sich die Odds Ratio für ein Vorhofflimmern um 38 %!
      Kritisch scheint das Zeitintervall von 2 bis 4 Stunden nach Alkoholgenuss zu sein; für einen Alkoholkonsum, der elf bis zwölf Stunden zurücklag, war kein Zusammenhang mit einer Flimmerepisode feststellbar.
  • Tabak (Rauchen)
    • auch Passivrauchen während der Kindheit: 14,3 % sind im Mittel 40,5 Jahre nach Erreichen des Erwachsenenalters an Vorhofflimmern (VHF) erkrankt; die Weitergabe der Rauchgewohnheit an die Kinder führte bei diesen zu einem um 34 % erhöhten Risiko, an VHF zu erkranken [25]
    • der Rauchgewohnheit an die Kinder führte bei diesen zu einem um 34 % erhöhten Risiko, an Vorhofflimmern zu erkranken [25]
  • Koffein-Konsum (Kaffee, Energydrinks) (Trigger für symptomatisches paroxysmales Vorhofflimmern: 28 % der Fälle) [22]
• Drogenkonsum* 
  • Amphetamine (indirektes Sympathomimetikum)
  • Cannabis (Haschisch und Marihuana)
  • Kokain
• Körperliche Aktivität
  
  • Körperliche Inaktivität [1]
  • Körperliche Überbelastung
  • Leistungssport
    • VHF ist häufiger zu finden bei leistungssportlich aktiven "Ausdauersportlern in mittleren und höheren Lebensalter mit langer Trainingsanamnese" (51 ± 9 Jahre), wahrscheinlich wg. Überdehnung des linken Vorhofes [4]; je höher die Trainingsintensität, desto höher das VHF-Risiko
    • Kraftbetonter Leistungssport wie American Football – ehemalige Spieler der National Football League (NFL) litten 6-mal häufiger an VHF als Männer einer populationsbasierten Kontrollgruppe [24]
• Psycho-soziale Situation
  
  • Ärger
  • emotionaler Stress / (Eu-)Stress
  • Trauerfall (30 Tage nach dem Trauerfall 41 % erhöhtes Risiko für VHF; 1,34-fach erhöhtes Risiko für Personen unter 60 Jahre) [12]
  • Wochenarbeitszeit > 55 Stunden (1,4-fach erhöhtes Risiko) [13]
• Schlafqualität
  • häufiger Schlafmangel/schlechte Schlafqualität (Insomnie/Schlafstörung) (Trigger für symptomatisches paroxysmales Vorhofflimmern: 23 % der Fälle) [22]
• Übergewicht (BMI ≥ 25; Adipositas)
  • Für etwa 20 % der Fälle mit VHF war ein zu hoher Body-Mass-Index (BMI; Körpermasse-Index) verantwortlich [16]:
    • BMI bei Männern: 31 % erhöhtes Risiko
    • BMI bei Frauen: 18 % erhöhtes Risiko

Krankheitsbedingte Ursachen

• Akutes Koronarsyndrom (AKS; acute coronary syndrome, ACS)* 
  • instabile Angina pectoris (iAP; "Brustenge"; plötzlich auftretender Schmerz in der Herzgegend; engl. unstable angina, UA) – man spricht von einer instabilen Angina pectoris, wenn die Beschwerden gegenüber den vorausgegangenen Angina pectoris-Anfällen in ihrer Intensität oder Dauer zugenommen haben
  • akuter Myokardinfarkt (Herzinfarkt)
• Binge Eating Disorder (BED) – Essstörung mit Vorkommen von maßlosen Essattacken, unabhängig vom Hungergefühl (BMI (Body-Mass-Index; Körpermasse-Index) > 30; Risikoerhöhung um 75 %)
• Chronische Niereninsuffizienz (Nierenschwäche; Einschränkung der Nierenfunktion)
• Chronisch-obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) (11-13 %)
• Cor pulmonale – Dilatation (Erweiterung) und/oder Hypertrophie (Vergrößerung) des rechten Ventrikels (Hauptkammer) des Herzens infolge einer pulmonalen Hypertonie (Drucksteigerung im Lungenkreislauf, die durch verschiedene Erkrankungen der Lunge bedingt sein kann
• Diabetes mellitus (21 %)
• Gastroösophageale Refluxkrankheit (Synonyme: GERD, Gastro-oesophageal reflux disease; Gastroesophageal Reflux Disease (GERD); Gastroösophagealer Reflux; Reflux-Ösophagitis; Refluxkrankheit; Refluxösophagitis; peptische Ösophagitis) – entzündliche Erkrankung der Speiseröhre (Ösophagitis), die durch den krankhaften Rückfluss (Reflux) von saurem Magensaft und anderen Mageninhalten hervorgerufen wird (?) [6]
• Herzinsuffizienz (Herzschwäche; NYHA-Klassen II-IV), inkl. Tachykardiomyopathie (strukturelle Herzmuskelschädigung (Kardiomyopathie), die auf einer dauerhaft überhöhten Herzfrequenz (einer Tachykardie: Puls > 100 Schläge pro Minute) beruht) (29 %)
• Herzklappenerkrankungen (insb. Mitralklappe/Herzklappe, die zwischen dem linken Vorhof und der linken Herzkammer liegt; Aortenklappe) (36 %)
• Herzrhythmusstörungen – atriale Tachyarrhythmien (vorhofbedingte Herzrhythmusstörung, die eine Kombination aus zu schneller Herzaktion (Tachykardie) und einer Herzrhythmusstörung ist) treten vermehrt in Zusammenhang mit pathologischen Bradykardien (Herzschlag unter 60 Schläge pro Minute) auf (mehr als 50 % der Bradykardie-symptomatischen Herzschrittmacherpatienten entwickeln innerhalb von 6 Jahren nach Implantation auch VHF)
• Hyperkapnie – zu viel Kohlendioxid im Blut
• Hypertensive Krise* – Blutdruck:>180/120 mmHg
• Hypertonie (Bluthochdruck), vor allem bei erweitertem linken Vorhof (69 %)
  • 24-Stunden-Blutdruckmessung: wenn 40 % der systolischen Tageswerte über 135 mmHg lagen, liegt ein um fast 50 Prozent höheres Risiko für ein späteres Vorhofflimmern im Vergleich zur Durchschnittsbevölkerung vor [19].
• Hyperthyreose* (Schilddrüsenüberfunktion; häufigste Ursache: Morbus Basedow) inkl. latenter Hyperthyreose (milde Form der Hyperthyreose) (7 %)
• Hypoxie (Sauerstoffmangel)
• Kardiomyopathien (Herzmuskelerkrankungen), inkl. der primär elektrischen Herzmuskelerkrankungen (11 %)
• Kongenitale Herzerkrankungen (kongenitale Herzfehler (Herzvitien), KHF) – Vorhofseptumdefekte (Loch in der Herzscheidewand zwischen den beiden Vorhöfen des Herzens) und andere kongenitale (angeborene) Herzerkrankungen)
• Linksherzinsuffizienz (Linksherzschwäche) mit Blutdruckabfall und/oder Lungenstauung*
• Linksventrikuläre Hypertrophie – Gewebevergrößerung (Hypertrophie), die das Myokard (Herzmuskel) des linken Herzventrikels (Herzkammer)
• Lungenembolie (Verlegung der Lungenarterien mit Thromben)
• Lungenemphysem (Lungenüberblähung)
• Koronare Herzkrankheit (KHK) (28 %) [häufiger bei akutem Koronarsyndrom, seltener bei chronischer KHK!]
• Krebserkrankungen – insbes. maligne hämatologische Erkrankungen (Blutkrebserkrankungen): höchstes Risiko beim Multiplen Myelom (adjustierte Hazard Ratio [aHR]: 3,34; 95 % Konfidenzintervall [KI]: 2,98 – 3,75); danach kommen die Lymphome (aHR: 2,64) oder Leukämie (aHR: 2,29); bei soliden Tumoren waren es die intrathorakalen Karzinome: Lungenkarzinome/Lungenkrebs (aHR: 2,39) oder Ösophaguskarzinome/Speiseröhrenkrebs (aHR: 2,69) [29]
• Metabolisches Syndrom
• Myokardinfarkt (Herzinfarkt)
• Orthostatische Hypotonie (Blutdruckabfall, der beim Wechsel in die aufrechte Körperhaltung auftritt); Risikoerhöhung 40 %, ob Indikator oder ursächlich ist bislang nicht geklärt [5]
• Niereninsuffizienz (Prozess, der zu einer langsam fortschreitenden Verringerung der Nierenfunktion führt) [15]
  • eGRF-Wert: 60-89 ml/min pro 1.73 m², Inzidenz 9 % höher (Hazard Ratio: 1,09)
  • eGRF-Wert < 30 ml/min pro 1.73 m²), 103 % höher (HR: 2,03)
• Perikarditis (Herzbeutelentzündung)/Karditis (Herzentzündung)
• Rheumatisches Fieber
• Rheumatoide Arthritis – chronisch entzündliche Multisystemerkrankung, die sich meist in Form einer Synovialitis (Gelenkinnenhautentzündung) manifestiert
• Rhythmusstörungen wie:
  
  • Sick-Sinus-Syndrom (SSS) [Synonyme: Sinusknotensyndrom, Sinusknotenerkrankung; dieses Syndrom fasst mehrere nomotope (= orthotope) Herzrhythmusstörungen zusammen, deren Ursprung im Sinusknoten sind: z. B. Sinusbradykardie, zeitweilig auftretender Sinusarrest bzw. eine komplette Blockierung zwischen Sinusknoten und Vorhofmyokard (= sinuatrialer Block); ein Wechsel zwischen supraventrikulärer Tachykardie (SVES), systolischen Pausen und Sinusbradykardie – dieses wird auch als Tachykardie-Bradykardie-Syndrom bezeichnet]
  • WPW-Syndrom (Wolff-Parkinson-White-Syndrom; Herzrhythmusstörung, die ausgelöst durch eine elektrisch kreisende Erregung (circus movement) zwischen Herzvorhöfen und den Herzkammern entsteht)
• Schlafbezogene Atmungsstörungen (SBAS):
  
  • obstruktives Schlafapnoe-Syndrom (OSAS; Atemstörung, bei der es während des Schlafs zu wiederholten Verlegungen der oberen Atemwege durch den erschlafften Zungengrund (Obstruktion = Verengung, Verlegung) kommt) – ist somit ein prädiktiver Parameter für Vorhofflimmern [10]
  • zentrales Schlafapnoe-Syndrom (ZSAS; wiederholte Atemstillstände durch fehlende Aktivierung der Atemmuskeln)
• Sepsis (Blutvergiftung)
• Störungen des Elektrolythaushaltes (Magnesium, Kalium, subnormal bzw. im unteren Normbereich; s. u. "Medikamentöse Therapie")
• Vorhoffibrose [26] → Vorhofflimmern (VHF) und kryptogenen Apoplex („Embolic Stroke of Undetermined Source“ (ESUS))
• Thyreotoxikose* – entgleiste Schilddrüsenüberfunktion

Labordiagnosen – Laborparameter, die als unabhängige Risikofaktoren gelten

• Freies Thyroxin fT4) – leicht erhöhte Werte von fT4 im Blut, die noch im Normbereich liegen (höchste Quartile) [17].
• Glomeruläre Filtrationsrate (GFR) ↓ [15]
  • eGRF-Wert: 60-89 ml/min pro 1.73 m², Inzidenz (Häufigkeit von Neuerkrankungen) 9 % höher (Hazard Ratio: 1,09)
  • eGRF-Wert: < 30 ml/min pro 1.73 m², Inzidenz 103 % höher (HR: 2,03)
• Harnsäure – hohe Harnsäurewerte im mittleren Lebensalter sind ein unabhängiger Risikofaktor für VHF im Alter [34].

Medikamente

• Antiepileptika
  
  • Funktionalisierte Aminosäure (Lacosamid)
• β₂-Sympathomimetikum (z. B. Salbutamol)
• COX-2-Hemmer (Synonym: COX-2-Inhibitor)
• Glucocorticoide
• Nichtsteroidale Antiphlogistika (NSAID; non steroidal anti inflammatory drugs) [exkl. Acetylsalicylsäure]
• Schilddrüsenhormontherapie (L-Thyroxin (Levothyroxin)) (bei VHF-Patienten häufiger als Vergleich zum Gesamtkollektiv)

Operationen

• Nach chirurgischen Eingriffen* (= perioperatives Vorhofflimmern), besonders nach Herzoperationen ist Vorhofflimmern eine häufige Komplikation; bei Eingriffen an der Mitralklappe (bis zu 73 %) ist es häufiger als bei Bypass-Operationen (10-33 %)
  Perioperatives Vorhofflimmern ist mit einem erhöhten langfristigen Risiko für ischämische Schlaganfälle assoziiert, insbesondere nach nicht kardiologischen Operationen [7].
  • Inzidenz von Vorhofflimmern (VHF) nach herzchirurgischen Eingriffen lässt sich möglicherweise durch Perikardiotomie (Herzbeutelschnitt) nahezu halbieren [33]
• Postoperatives VHF (innerhalb von 30 Tagen nach einem operativen Eingriff):
  • thorakaler Eingriff: 17,7 Prozent (95 %-Konfidenzintervall: 12,2-21,5 Prozent) [18]
    • koronare Bypass-Operation (in 20 % bis 40 % der Fälle vorübergehendes Vorhofflimmern) (siehe auch unter Folgeerkrankungen)
  • nicht-thorakaler Eingriff: 7,63 Prozent (95 %-Konfidenzintervall: 4,39-11,98 Prozent) [18]
  • Ersatz der Aortenklappe mithilfe eines Katheters (TAVI) oder in offener Technik: bis zu 50 % der Patienten entwickeln VHF [23]

Umweltbelastung – Intoxikationen (Vergiftungen)

• Lärm [20]
• Niedrige Temperaturen [8]

Weitere Ursachen

• Akute Alkoholintoxikation* (Alkoholvergiftung)
• Stromschläge*

*Vorhofflimmern zeitlich bedingt und damit reversibel

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