Der Einfluss von chronischem Rauchen auf die vaskuläre Endothelfunktion bei gesunden jungen Frauen zu verschiedenen Zeitpunkten des physiologischen Menstruationszyklus

Abstract

Nikotinabusus gilt als der wichtigste vermeidbare Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen. Besonders bei jungen Frauen, die durch den vasoprotektiven Effekt endogener Östrogene eine vergleichbar niedrige Gefährdung für Herz-Kreislauferkrankungen zeigen, scheint chronisches Rauchen insbesondere durch Schädigung des Endothels und seinen antiöstrogenen Effekt zu einer deutlichen Erhöhung des kardiovaskulären Risikos zu führen. Vor diesem Hintergrund untersucht diese Studie den Einfluss von chronischem Rauchen auf die Endothelfunktion und die Sexualsteroide im Verlauf eines Menstruationszyklus bei gesunden, jungen Frauen ohne weitere kardiovaskuläre Risikofaktoren durch Messung der endothel-abhängigen (FMD) und –unabhängigen Vasodilatation (NMD) der A. brachialis. Hierzu wurden insgesamt 25 junge, gesunde Frauen im Alter von 26 bis 36 Jahren in 2 Studiengruppen an 3 Zeitpunkten eines Menstruationszyklus untersucht: in der Menstruationsphase (M+3), der mittleren Follikelphase (M+7) und der mittleren Lutealphase (M-5). Zu jedem Zeitpunkt wurde die FMD und die NMD der Arteria brachialis mittels des etablierten, nicht-invasiven Verfahrens sonographisch bestimmt, zusätzlich erfolgten Blutentnahmen und während der Menstruationsphase die Bestimmung der Intima-Media-Dicke (IMT). Die Gruppe der Nichtraucherinnen bestand aus 12 Frauen, die keinen kardiovaskulären Risikofaktor aufwiesen. Die Gruppe der Raucherinnen bestand aus 13 Frauen, die außer dem regelmäßigen Nikotinkonsum keinen weiteren kardiovaskulären Risikofaktor aufwiesen. In der Auswertung zeigten die Sexualhormone in beiden Studiengruppen einen typischen Zyklusverlauf. Die Östradiol-Spiegel waren bei den Raucherinnen zum Zeitpunkt M-5 signifikant niedriger als bei Nichtraucherinnen (495 ± 105 pg/ml vs. 668 ± 176 pg/ml; p <0.05). Bei den Nichtraucherinnen konnte ein Trend hin zu einem Anstieg der FMD während der mittleren Lutealphase im Vergleich zur Menstruationsphase festgestellt werden. In der Gruppe der Raucherinnen war ein Trend zu einer Reduktion der FMD im Zyklusverlauf zu beobachten. Zum Zeitpunkt M-5 zeigte sich eine signifikant verminderte FMD bei den Raucherinnen verglichen mit den Nichtraucherinnen (7.1 ± 3.0 % vs. 10.7 ± 4.5 %, p <0.05). Es fanden sich keine Unterschiede in NMD und IMT zwischen beiden Gruppen oder zu den unterschiedlichen Untersuchungszeitpunkten während des Menstruationszyklus. Ebenso waren keine signifikanten Korrelationen zwischen Östradiol und FMD/NMD nachweisbar. Zusammengefasst zeigen die Daten dieser Studie, dass Rauchen mit der physiologischen hormonellen Regulation bei prämenopausalen Frauen interagiert. Die negativen Effekte des Rauchens auf die Endothelfunktion wurden in der vorliegenden Untersuchung jedoch lediglich zum Zeitpunkt M-5, der Zyklusphase mit den höchsten Sexualhormonen, relevant. Während dieser Phase war außerdem der Östradiolspiegel bei den rauchenden Probandinnen signifikant niedriger als bei den Nichtraucherinnen. Dies könnte als Erklärung für die verminderte FMD dienen. Der antiöstrogene Effekt des Rauchens, der die vorteilhafte Wirkung des Östrogens auf die Gefäßfunktion abschwächt, könnte in Kombination mit den Oxidantien aus dem Zigarettenrauch, die zu einer verminderten Bildung und gesteigerten Inaktivierung von NO und damit zu einer endothelialen Dysfunktion führen, die signifikant verminderte Endothelfunktion zu diesem Zeitpunkt hervorrufen. Warum eine Verminderung der FMD bei den Raucherinnen in den anderen Zyklusphasen nicht messbar war ist unklar. Möglicherweise stellte die FMD-Messung bei den an unserer Studie beteiligten, sehr jungen und gesunden Frauen unter Umständen einen nicht ausreichend sensitiven Marker zur kardiovaskulären Risikostratifizierung dar. Die Studie unterstreicht darüber hinaus die Notwendigkeit einer genauen Deskription von Zyklusphasen und eines eventuellen Nikotinabusus bei Studien, in denen prämenopausale Frauen untersucht werden, um die Studienergebnisse richtig bewerten und einordnen zu können.

Smoking is the most important modifiable cardiovascular risk factor in young women. The aim of this study was to investigate whether tobacco use influences physiological changes in endothelial function during the menstrual cycle. Endothelial-dependent flow-mediated dilation (FMD), endothelial-independent nitro-mediated dilation (NMD) of the brachial artery and intima-media- thickness (IMT) were assessed in young healthy smoking and non-smoking women, by high-resolution ultrasound at 3 time points during the menstrual cycle: at menstruation (M+3), in the mid-follicular phase (M+7), and in the mid-luteal phase (M-5). A total of 25 women (12 non-smokers, 13 smokers) completed the study protocol. Concentration of sex steroids showed the typical cyclic pattern with higher levels of estradiol and progesterone at mid-luteal phase compared with menstruation and mid-follicular phase. In the mid-luteal phase estradiol levels were significantly lower in smoking compared to non-smoking women. FMD did not show differences between smoking and non-smoking women at menstruation and the mid-follicular phase. At the mid-luteal phase, however, FMD was significantly reduced in smoking when compared with non-smoking women. NMD und IMT did not differ between smoking and non-smoking women, nor between the different cycle phases. The main result of our study is that endothelial function is impaired in smoking women only during the mid-luteal phase, but not during menstruation and mid-follicular phase, when compared with non- smoking women. The significant lower estradiol levels in smoking compared to non-smoking women in the mid-luteal phase may serve as a partial explanation for these differences. Reduced FMD values in smokers suggest that in healthy women, smoking eliminates the physiological amelioration of endothelial function during the menstrual cycle. This study underlines also the importance of an exact description of menstrual cycle phase and smoking status in studies investigating endothelial function in premenopausal women.