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Aims: The DETECT study was performed to obtain representative data about the frequency, distribution, and treatment of patients with coronary artery disease (CAD) in the primary care setting in Germany. Methods and results: The DETECT study was a cross–sectional clinical– epidemiological survey of a nationally representative sample of 3795 primary care offices and 55 518 patients. Overall, 12.4% of patients were diagnosed with CAD. Stable angina pectoris and myocardial infarction were the most frequent (4.2%) subgroups, followed by status post (s/p) percutaneous coronary interventions (PCI, 3.0%) and s/p coronary bypass surgery (2.2%). Patients with CAD were prescribed AT1 receptor antagonists (in 19.4% of cases), beta blockers (57.2%), ACE inhibitors (49.9%), antiplatelet agents (52.7%), statins (43.0%), and long–term nitrates (24.5%). When comparing all CAD patients with social health care insurance to those who had private insurance, private patients had significantly higher rates of revascularisation procedures and use of preventive medications. Conclusion: Great potential remains for improving secondary prevention in primary care in Germany to reduce the risk of further coronary or vascular events, especially in patients with social health care insurance.

Hintergrund: Es ist bislang unklar, inwieweit etablierte Scores zur Abschätzung des kardiovaskulären Risikos (PROCAM-Score, Framingham-Score, ESC-Score Deutschland) untereinander sowie mit der subjektiven Arzteinschätzung übereinstimmen. Methodik: An einer bundesrepräsentativen Stichprobe von 8 957 Hausarztpatienten im Alter von 40–65 Jahren ohne bekannte vorangegangene kardiovaskuläre Ereignisse wurde mittels unterschiedlicher Methoden das Risiko bestimmt, innerhalb der nächsten 10 Jahre einen Herzinfarkt oder Herztod zu erleiden. Ergebnisse: Das mittlere koronare 10-Jahres-Morbiditätsrisiko wurde mit dem PROCAM-Score auf 4,9% und mit dem Framingham-Score auf 10,1% geschätzt, das mittlere kardiovaskuläre 10-Jahres-Mortalitätsrisiko mit dem ESC-Score auf 2,9%. Die behandelnden Ärzte klassifizierten nur 2,7% der Patienten als kardiovaskuläre Hochrisikofälle. Nach Framingham wurden die meisten Patienten in die Hochrisikokategorie eingeordnet (22,6%). Bezüglich der Risikokategorisierung ergab sich eine nur moderate Übereinstimmung zwischen den drei Scores (bei 34% aller Risikofälle). Bei 5,9% der Patienten kamen die drei Scores zu einer komplett unterschiedlichen Risikobewertung. Den nach den verschiedenen Risikoscores in die Hochrisikogruppe kategorisierten Patienten wurde von den behandelnden Ärzten nur in ca. 8% der Fälle ebenfalls ein hohes kardiovaskuläres Risiko zugeordnet, in ca. 48% ein mittleres Risiko und in 41–46% (je nach Score) ein geringes Risiko. Schlussfolgerung: Die Methoden ergeben nur eine relativ geringe Übereinstimmung in der Beurteilung von Risikopatienten. Besonders niedrig fällt die Übereinstimmung bei der Hochrisikogruppe mit der Einschätzung der klinischen Risikoprädiktion durch den behandelnden Hausarzt aus. Die erhebliche Abweichung zur Arztbeurteilung scheint anzudeuten, dass die etablierten Risikoscores in der Praxis derzeit einen nur eingeschränkten praktischen Stellenwert besitzen. Welche der Vorhersagen mit dem tatsächlichen Risiko am besten übereinstimmen, wird derzeit mit den prospektiven DETECT-Studiendaten geprüft.

Sedentary lifestyles and energy-rich diets are driving an increasing prevalence of abdominal obesity, which is associated with cardiovascular risk. Reliable estimates of the worldwide prevalence of abdominal obesity are needed to quantify the associated health risk. The International Day for the Evaluation of Abdominal obesity (IDEA) study is a large, international epidemiological cross-sectional study designed to provide reliable data on the distribution of waist circumference according to region, gender, age, and socio-economic level in 177 345 primary care patients from 63 countries across five continents. Any non-pregnant patient aged 18–80 consulting one of the randomly selected primary care physicians on two pre-defined half days was eligible to participate in the study. The primary objective was to estimate the prevalence of abdominal obesity in primary care, in each participating country. Secondary objectives were to estimate the prevalence of hypertension, type 2 diabetes, dyslipidaemia, and smoking, and to evaluate their associations with abdominal obesity, according to age, gender, and socio-economic level and region. The IDEA study will provide the first global map of the prevalence of abdominal obesity and associated comorbidities in primary care practice.

Objectives and methods: DETECT is a cross-sectional study of 55,518 unselected consecutive patients in 3188 representative primary care offices in Germany. In a random subset of 7519 patients, an extensive standardized laboratory program was undertaken. The study investigated the prevalence of cardiovascular disease, known risk factors (such as diabetes, hypertension and dyslipidemia and their co-morbid manifestation), as well as treatment patterns. The present analysis of the DETECT laboratory dataset focused on the prevalence and treatment of dyslipidemia in primary medical care in Germany. Coronary artery disease (CAD), risk categories and LDL-C target achievement rates were determined in the subset of 6815 patients according to the National Cholesterol Education Program (NCEP) ATP III Guidelines. Results: Of all patients, 54.3% had dyslipidemia. Only 54.4% of the NCEP-classified dyslipidemic patients were diagnosed as ‘dyslipidemic’ by their physicians. Only 27% of all dyslipidemic patients (and 40.7% of the recognized dyslipidemic patients) were treated with lipid-lowering medications, and 11.1% of all dyslipidemic patients (41.4% of the patients treated with lipid-lowering drugs) achieved their LDL-C treatment goals. In conclusion, 80.3% of patients in the sample with dyslipidemia went undiagnosed, un-treated or under-treated.

Typ-2-Diabetiker haben ein hohes kardiovaskuläres Risiko. Es wurden 23 Typ-2-Diabetiker in eine Interventions- und eine Kontrollgruppe randomisiert. Die Interventionsgruppe nahm an einem multifaktoriellen Sekundärpräventionsprogramm mit Fokus auf intensivem körperlichen Training teil. Die Kontrollgruppe wurde leitlinienkonform durch die Hausärzte therapiert. Nach einem vierwöchigen stationären Training trainierte die Interventionsgruppe über fünf Monate zu Hause. Beide Gruppen wurden bei Studienbeginn, nach vier Wochen und nach sechs Monaten umfassend untersucht (Ergometrie, Labordiagnostik verschiedener Stoffwechselparameter, Messung der Endothelfunktion, Quantifizierung der koronaren Plaquelast). Nach vier Wochen sowie nach sechs Monaten Training zeigte sich in der Interventionsgruppe eine Verbesserung von Gewicht, BMI, maximaler Trainingsintensität und Trainingsdauer. Weiterhin zeigte sich nach vier Wochen Training eine signifikante Verbesserung der Stoffwechselparameter, die nach sechs Monaten nicht mehr nachweisbar war. Die Endothelfunktion verbesserte sich erst nach sechs Monaten Training signifikant. Die koronare Plaquelast veränderte sich nicht. Die Kontrollgruppe zeigte zu keinem Zeitpunkt Veränderungen. Ein intensives multifaktorielles Interventionsprogramm kann die endotheliale Dysfunktion der Koronararterien von Typ-2-Diabetikern korrigieren, ohne eine quantitative Regression der Atherosklerose zu erreichen. Ein stationäres Training verbessert die Stoffwechselsituation gegenüber einem Heimtraining, vermutlich durch verbesserte Compliance und bessere diätetische Kontrolle.

Kardiovaskuläre Erkrankungen bilden weltweit die häufigste Todesursache. Neben vielfach untersuchten verhaltensabhängigen und verhaltensunabhängigen Risikofaktoren gilt insbesondere das ‚Rauchen‘ als maßgeblicher, beeinflussbarer Risikofaktor. Rauchen fördert die Entwicklung von atherosklerotischen Gefäßläsionen und Plaques im Sinne einer Atherosklerose sowie die damit assoziierte Entwicklung einer endothelialen Dysfunktion und Induktion von proinflammatorischen Prozessen. Im Rahmen der Promotionsarbeit wurden an humanen Gefäßbiopsien der A. thoracica interna die Wirkungen von Zigarettenrauch auf die arterielle Gefäßfunktion sowie molekularbiologische und histologische Parameter untersucht. Des Weiteren wurden mithilfe von ex vivo Stimulationsversuchen die pathologischen Wirkungen von konventionellen Zigaretten mit den Wirkungen des Heat-not-Burn Tabakprodukts (HnB-TP) IQOS verglichen. Die Forschungshypothesen lauten, dass Raucher (R) im Vergleich zu Nichtrauchern (NR) eine eingeschränkte Gefäßfunktion, eine erhöhte Expression von antioxidativen Stoffwechselwegen sowie proinflammatorischen Signalmolekülen und vermehrte atherosklerotische Gefäßveränderungen aufweisen. Bei der Gegenüberstellung des alternativen Heat-not Burn Tabakproduktes mit konventionellen Zigaretten wurde eine verminderte, jedoch weiterhin nachweisbare pathogene Wirkung von alternativen Produkten auf die Gefäßfunktion und Genexpression erwartet. Die Untersuchung der arteriellen Gefäßfunktion von Segmenten der A. thoracica interna männlicher KHK-Patienten im Alter zwischen 60 und 75 Jahren am Mulvany-Myograph beinhaltete die Bestimmung der Kalium- und Noradrenalin-abhängigen Kontraktionsfähigkeit, sowie die Untersuchung der Acetylcholin- und Natrium-Nitroprussid-abhängigen Relaxationsfähigkeit. Für den Vergleich des Einflusses von konventionellen Zigaretten und dem alternativen Tabakprodukt IQOS erfolgte, der Gefäßfunktionsmessung vorangehend, die Lagerung der Gefäßsegmente in wässrigen Rauchextrakten (AqE) der Referenzzigarette 3R4F und dem AqE des HnB-TP IQOS für 90 Minuten in nikotinäquivalenten Konzentrationen. Zur Untersuchung der mRNA-Expression von ausgewählten Zielgenen wurden qPCR Analysen des Arteriengewebes durchgeführt. Der Einfluss von Rauchen auf die Gefäßstruktur der A. thoracica interna wurde histologisch untersucht und CD 45+ Färbungen zur Untersuchung der Adhäsion von Leukozyten am Gefäßendothel angefertigt. In der Analyse der Patientendaten hatten R im Vergleich zu NR zum Zeitpunkt der Bypass OP ein signifikant jüngeres Alter. Aufgrund der multifaktoriellen Genese der koronaren Herzerkrankung (KHK) zeigten verschiedenen Kohorten eine Erhöhung des HbA1c-Wertes, sowie eine altersbedingte Reduktion den glomerulären Filtrationsrate (GFR). Der Einfluss des Zigarettenkonsums auf arterielle Gefäße konnte durch eine eingeschränkte Kontraktionsfähigkeit der A. thoracica interna sowie eine eingeschränkte endothel-unabhängige Relaxationskapazität der Gefäßproben von R bestätigt werden. Der Vergleich der ACh-induzierten, endothelabhängigen Relaxation zeigte keine signifikanten Unterschiede zwischen R und NR. Als Ursachen der eingeschränkten Kontraktions- und endothelunabhängigen Relaxationsfähigkeit bei R wurden zytotoxische Effekte von Komponenten des Zigarettenrauchs auf die glatten Muskelzellen der Gefäßwand, eine Degradation des dilatativ wirkenden NO durch einen Anstieg der Radikalkonzentration im Gewebe, sowie eine Beeinträchtigung der Adrenozeptor Expression und Funktion diskutiert. Die mRNA-Expression des α1b Adrenozeptors war bei R im Vergleich zu NR signifikant reduziert. Einen Hinweis auf die Induktion von inflammatorischen Prozessen durch das Rauchen bietet eine signifikant erhöhte ICAM 1 mRNA-Expression bei R. Direkte Effekte des Zigarettenkonsums auf die Funktion und die mikroskopische Struktur des Endothels der A. thoracica interna wurden hingegen nicht beobachtet. In den Stimulationsversuchen mit dem AqE der Referenzzigarette 3R4F konnten die Ergebnisse der Raucherkohorte bei den nicht-stimulierten Versuchen repliziert und damit die Methodik der AqE-Stimulationen validiert werden. Dementsprechend zeigte sich nach der 3R4F-Stimulation eine reduzierte arterielle Kontraktionsfähigkeit und eine signifikant reduzierte endothelunabhängige Maximalrelaxation. Eine vermehrte Freisetzung der proinflammatorischen Zytokine IL-1ß und IFN-γ weist auf die Induktion von inflammatorischen Prozessen durch 3R4F hin. Im Vergleich zur Stimulation mit der Referenzzigarette konnte bei der Stimulation mit dem AqE des HnB TP IQOS keine relevante Veränderung der Gefäßfunktion in der A. thoracica interna beobachtet werden. Hinweisend auf eine Beeinflussung des Gefäßsystems auch durch alternative Tabakprodukte ist eine signifikant erhöhte IL-1ß Freisetzung nach der Stimulation mit IQOS. Zusammenfassend können die Ergebnisse dieser Arbeit die pathologischen Auswirkungen von Rauchen auf einige Aspekte des arteriellen Gefäßsystems aufzeigen und das methodische Vorgehen zur experimentellen Untersuchung von Wirkungen des Rauchens unter der Verwendung von flüssigen Rauchextrakten verifizieren. Die Ergebnisse der Stimulationsversuche bilden zudem einen Beitrag zur Einordnung der kardiovaskulären Beeinträchtigungen von alternativen Tabakprodukten. Im Vergleich zwischen dem konventionellen und dem alternativen HnB-TP IQOS wird ein verringerter pathologischer Einfluss des neuartigen Tabakproduktes auf die Gefäßfunktion sowie molekularbiologische Parameter deutlich. Dennoch kommt anhand der Studienergebnisse eine Aktivierung von proinflammatorischen Prozessen auch durch HnB-TP in Frage. Um in Zukunft eine umfassende Einschätzung zu den gesundheitlichen Einflüssen von HnB TP geben zu können, sind jedoch weitere Studien zur Untersuchung aller beeinträchtigten Organsysteme und insbesondere die Analyse von langzeitigen Auswirkungen der neuartigen Tabakprodukte unumgänglich.:I. Abbildungsverzeichnis I II. Tabellenverzeichnis III III. Abkürzungsverzeichnis IV 1 Einleitung 1 1.1 Gefäßaufbau 1 1.2 Arteria thoracica interna und aortokoronarer Bypass 2 1.3 Atherosklerose und endotheliale Dysfunktion 3 1.4 Risikofaktoren der Atherosklerose 11 1.5 Der kardiovaskuläre Risikofaktor ‚Rauchen‘ 13 1.5.1 Zusammensetzung von Zigarettenrauch 13 1.5.2 Biologische Wirkungen des Zigarettenrauches im Gefäßsystem 14 1.5.3 Einfluss von Rauchen auf die Gefäßfunktion 16 1.5.4 Alternative Tabakprodukte 17 2 Zielsetzung und Hypothesen 21 3 Material und Methoden 22 3.1 Materialien und Chemikalien 22 3.1.1 Kitsysteme 22 3.1.2 Enzyme und Inhibitoren 23 3.1.3 Geräte 24 3.1.4 Zusammensetzung der Lösungen und Puffer 25 3.1.5 Wässriger Rauchextrakt 27 3.2 Studienkohorten 29 3.3 Transport und Präparation der Arteria thoracica interna 30 3.4 Gefäßfunktionsmessung 31 3.4.1 Chemikalien und Pufferlösungen 31 3.4.2 Stimulation der Gefäßringe mittels wässriger Rauchextrakte 32 3.4.3 Aufbau der Messkammer am Mulvany-Myograph 32 3.4.4 Protokoll der Gefäßfunktionsmessung 33 3.4.5 Auswertung der Gefäßfunktionsdaten 37 3.5 Molekularbiologische Analysen 38 3.5.1 Genexpressionsanalyse 38 3.5.2 Multiplex Cytokine Assay 42 3.6 Histologie 42 3.6.1 Vorbereitung der Proben 42 3.6.2 Elastika – van Gieson Färbung und Intima-Thickness Index 43 3.6.3 Immunhistochemische CD45+-Färbung 45 3.7 Funktionelle Assays 48 3.7.1 Amplex® Red Hydrogen Peroxide Assay 48 3.7.2 NO-Messung 49 3.8 Statistik 50 4 Ergebnisse 51 4.1 Vergleich zwischen Rauchern und Nichtrauchern 51 4.1.1 Gefäßfunktionsmessung 51 4.1.2 Molekularbiologische Analysen bei Nichtrauchern, Rauchern und Exrauchern 59 4.1.3 Histologische Analysen 69 4.2 Stimulation mittels AqE 74 4.2.1 Beschreibung der Studienkohorten 74 4.2.2 Ergebnisse der Gefäßfunktionsmessung nach Stimulation mit 3R4F und IQOS 76 4.2.3 Genexpression nach Stimulation 94 4.2.4 Zytokinfreisetzung nach Stimulation 97 4.2.5 Funktionelle Assays 100 5 Diskussion 102 5.1 Einfluss von Zigarettenkonsum auf A. thoracica interna 102 5.1.1 Studiengruppen-spezifische Unterschiede zwischen Nichtrauchern, Rauchern und Exrauchern 102 5.1.2 Einfluss von Rauchen auf die ex vivo Gefäßfunktion 103 5.1.3 Einfluss von Rauchen auf die Genexpression und die leukozytäre Adhäsion 108 5.1.4 Einfluss von Rauchen auf die Tunica Intima 110 5.2 Ergebnisse der Stimulation mit wässrigen Rauchextrakten 112 5.2.1 Wirkungen von 3R4F und IQOS auf die Gefäßkontraktilität und die mRNA-Expression 112 5.2.2 Wirkungen von 3R4F und IQOS auf die Gefäßrelaxation 115 5.2.3 Vergleich der Nikotinäquivalenzkonzentrationen zwischen 3R4F und IQOS 116 6 Limitationen 119 7 Zusammenfassung 121 8 Summary 123 9 Literaturverzeichnis 125 Anhang i Publikationen und Abstracts v Danksagung vi

Ziel: Die Ergebnisse nach aortokoronarer Bypassoperation (CABG) unterscheiden sich bei Patienten mit schlechter linksventrikulärer Pumpfunktion deutlich von denen bei Patienten ohne Einschränkungen derselben. Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Einflusses einer reduzierten linksventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF), eines vergrößerten linksventrikulären enddiastolischen Volumenindexes (LVEDVI) und eines erhöhten linksventrikulären enddiastolischen Druckes (LVEDP) auf das postoperative "outcome". Material und Methodik: Im Rahmen dieser retrospektiven Studie wurden 148 Patienten mit einer koronaren Herzkrankheit (KHK) und eingeschränkter Ejektionsfraktion (EF / Aim: Results of coronary artery bypass grafting (CABG) in patients with poor left ventricular ejection fraction (LVEF) differ from those in patients with normal LVEF. The aim of the study was a investigation into the influence of reduced LVEF, augmented left ventricular enddiastolic volume index (LVEDVI) and elevated left ventricular enddiastolic pressure (LVEDP) on the outcome of CABG. Methods: 148 Patients with LVEF < 50% underwent CABG. Exercise tolerance and LVEF were determined pre- and postoperatively. Three subgroups were built to distinguish the influence of reduced LVEF on postoperative outcome. Group I: LVEF < 30%, group II: 30% < LVEF < 40%, group III: 40% < LVEF < 50%. Results: Exercise tolerance rised from a preoperatively mean of 70 Watt to 97 Watt postoperatively. Mean NYHA class was 2,7 pre- and 1,7 postoperatively. There were no significant differences in the results of the three subgroups. Perioperative mortality in group I was 6,3%. Actuarial 1 and 2 years survival in this group is at 81 and 70% respectively. These results differ clearly from those of group II and III. Perioperativ mortality was 2,2% in group II and 1,4% in group III. Actuarial 1 and 2 years survival is at 93 and 84% in group II and at 95 and 83% in group III. There was no difference in postoperative outcome of patients with LVEDP > 12mmHg in comparison to patients with LVEDP < 12mmHg. Patients with LVEDVI > 100 ml/m2 had a sifnificant higher peri- and postoperative mortality than patients with LVEDVI < 100 ml/m2. Mean LVEDVI of those patients, whose LVEF increased postoperatively, was 84 ml/m2. Patients with no change in LVEF had a mean LVEDVI of 122 ml/m2. Conclusion: CABG in patients with reduced LVEF improves exercise tolerance and quality of life. Poor LVEF (< 30%) and augmented LVEDVI are predicting higher peri- and postopertive mortality. Postoperative increase of LVEF is unlikely in patients with enlarged left ventricels.

Coronary artery disease (CAD) affects every fifth person in the world. The gold-standard treatment for CAD is stent implantation, however, the existing therapy is not sufficient due to many reasons. For instance, in-stent restenosis, biocompatibility, controlled degradation rate, protein adsorption, and adequate endothelialization are still the main concerns. In the last two decades, the field of stent technology has been grown rapidly and many new stent types and in vitro testing methods for stent characterization have been developed to minimize the aforementioned issues. In this vicinity, there are still many unaddressed issues: i) the quantitative analysis of corrosion is conducted with simpler samples made of stent material instead of stents, in most cases due to the absence of a mathematical model to calculate the entire stent surface area (ESSA); ii) in vitro stent testing in environments that are very far from actual physiological environments; iii) Evaluation of the influence of in-vitro test conditions on coated metallic stents; iv) absence of flow-induced shear stress (FISS) corrosion model, to mention a few. This thesis presents the novel ESSA model, the fluid dynamic experimental setup with the integration of various sensors and pH control, the influence of in vitro degradation behavior of the titanium oxynitride (TiOxNy) coated stainless steel stents and anodized AZ31 samples, and the FISS corrosion model. The results show some important contributions in this field, however, there is still a huge potential for the development of promising stent characterization solutions. / Die koronare Herzkrankheit (KHK) betrifft jeden fünften Menschen auf der Welt. Der Goldstandard bei der Behandlung von KHK ist die Stent-Implantation, doch die bestehende Therapie ist aus vielen Gründen nicht ausreichend. So sind beispielsweise die Restenose im Stent, die Biokompatibilität, die kontrollierte Abbaugeschwindigkeit, die Proteinadsorption und die angemessene Endothelialisierung nach wie vor die Hauptprobleme. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Stenttechnologie rasant weiterentwickelt, und es wurden viele neue Stenttypen und In-vitro-Testmethoden zur Stentcharakterisierung entwickelt, um die oben genannten Probleme zu minimieren. In dieser Umgebung gibt es noch viele ungelöste Probleme: i) die quantitative Analyse der Korrosion wird mit einfacheren Proben aus Stentmaterial anstelle von Stents durchgeführt, in den meisten Fällen aufgrund des Fehlens eines mathematischen Modells zur Berechnung der gesamten Stentoberfläche (ESSA); ii) In-vitro-Stent-Tests in Umgebungen, die sehr weit von der tatsächlichen physiologischen Umgebung entfernt sind; iii) Bewertung des Einflusses von In-vitro-Testbedingungen auf beschichtete metallische Stents; iv) Fehlen eines FISS-Korrosionsmodells (flow-induced shear stress), um nur einige zu nennen. In dieser Arbeit werden das neuartige ESSA-Modell, der strömungsdynamische Versuchsaufbau mit der Integration verschiedener Sensoren und pH-Kontrolle, der Einfluss des In-vitro-Degradationsverhaltens der mit Titanoxynitrid (TiOxNy) beschichteten Edelstahlstents und anodisierten AZ31-Proben sowie das FISS-Korrosionsmodell vorgestellt. Die Ergebnisse zeigen einige wichtige Beiträge in diesem Bereich, jedoch gibt es noch ein großes Potenzial für die Entwicklung von vielversprechenden Lösungen zur Charakterisierung von Stents.