Hintergrund:
Im Zuge einer akuten Herzinsuffizienz kommt es auf Grund der Ischämie und Reperfusionsschäden (IR) zur Verschlechterung der Herzfunktion. Studien bezüglich einer 15- und 20 minütigen Ischämie haben für den Phosphodiesterase3-Hemmer Enoximon bereits einen positiven Einfluss auf die Myokard- und Mitochondirenfunktion aufzeigen können. Ob diese Ergebnisse auch unter längerer Ischämiezeit reproduzierbar sind, war Gegenstand dieser Arbeit.
Material und Methoden:
4 Gruppen wurden bezüglich ihrer Ergebnisse im Zuge einer retrograden Perfusion von Rattenherzen innerhalb der Langendorff-Apparatur verglichen. Allen Gruppen war eine 30-minütige Perfusion gemein. Als Kontrollgruppe diente IR0/30. Die Gruppen unterschieden hinsichtlich der Verwendung einer 40-minütigen Ischämiezeit vor Reperfusion (IR40/30) sowie dem Gebrauch von Enoximon mit (Enox-IR40/30) und ohne Ischämie (Enox-IR0/30). Im Rahmen des Langendorff-Versuchs wurde der linksventrikuläre Druck (LVPsys), der Koronarfluss, die Kontraktilität (LVdp/dtmax) sowie Herzenzyme bestimmt. Zur Bestimmung der Mitochondrienfunktion wurden die IFM und SSM isoliert und hinsichtlich der Atmungskettenfunktion (RCF) sowie der mPTP-Öffnung untersucht.
Ergebnisse:
Unter IR kam es zu einem Abfall des LVPsys (p<0,01), LVdp/dtmax (p<0,004) sowie des Koronarflusses (p=0,01). Es war eine verstärkte Schwellung der Mitochondrien im Rahmen der mPTP-Öffung für IFM (p=0,01) und SSM (p<0,0001) erkennbar. Die Konzentrationen der Herzmarker GOT und hFABP stiegen an. Für Troponin T, CK und CK-MB fand sich kein signifikanter Unterschied zur Kontrollgruppe.Die Komplexaktivität der IFM war in den Komplexgruppen II-V (p<0,0001), II-IV (p<0,0001), III-V (p=0,004) und IV (p<0,0001) verringert. In SSM zeigte sich ein Aktivitätsabfall im Komplex IV (p=0,05).
Enoximon hatte unter Ischämie keinen Einfluss auf die hämodynamischen Parameter. Gegen Ende der Messung kam es zu einem geringen Anstieg der mPTP-Öffnung der SSM (p=0,05). Die Konzentration an hFABP war verringert. Die Komplexaktivität der IFM stieg in den Komplexgruppen I-V (p=0,01), II-V (p=0,04), II-IV (p=0,02) und IV (p=0,02) gegenüber IR40/30 an. In nicht-ischämischen Myokard (Enox-IR0/30) zeigte Enoximon einen Anstieg des LVdp/dtmax (p<0,02) und verringerte die Konzentration an TroponinT (p<0,02). Während die Komplexaktivität der IFM in I-V anstieg (p=0,01), zeigte diese sich in II-V (p=0,04) und III-V (p=0,009) abgeschwächt. Für SSM war am Ende der Messung ein geringer Anstieg der mPTP- Öffnung erkennbar (p<0,04).
Diskussion:
IR-Schäden verschlechtern die Herzleistung, führen zu einer Reduktion der Mitochondrienfunktion sowie gesteigerter Vulnerabilität der Mitochondrien im Zuge der mPTP-Öffnung. Während Studien mit kürzer Ischämiezeit für Enoximon eine Verbesserung des LVPsys, LVdp/dtmax und Koronarflusses aufzeigen konnten, waren unter 40minütiger Ischämie kein Einfluss von Enoximon mehr erkennbar. Es ließ sich unter Ischämie für Enoximon jedoch ein positiver Einfluss auf die Atmungskettenkomplexe der IFM nachweisen. Gleichzeitig war in nativem Myokard ein Anstieg des LVdp/dtmax unter Enoximon erkennbar. In Zuge von IR-Schäden scheint somit die Wirksamkeit von Enoximon stark von einem frühen Applikationszeitpunkt abhängig zu sein. / Background:
In acute myocardial insufficiency the heart suffers due to ischemic and reperfusion injuries (I/R). The Phosphodiesterase3-inhibitor enoximone has already proven to have a cardio protective impact on the myocardium and mitochondrial function in former studies to 15- and 20 min ischemic periods. Whether or not these findings could be reproduced during longer periods of ischemia was the subject matter.
Methods:
4 study groups were compared in terms of retrograde reperfusion of explanted rat hearts using a Langendorff-model. All groups had a 30 min perfusion time in common. The control group was IR0/30. The groups differ due to a 40 min ischaemic periode before reperfusion (IR-40/30) and the use of enoximone with (Enox-IR40/30) or without ischemia (Enxo-IR0/30). Left-ventricular pressure (LVPsys), coronary flow and contractility (LVdp/dtmax) as well as heart enzymes were measured during the Langendorff-model. To evaluate the mitochondrial function, the IFM and SSM were isolated and examined for the capacity of the reaspiratory chain function (RCF) and activity of the mitochondrial permeability pores (mPTP).
Results:
Due to I/R, the LVPsys (p<0,01), LVdp/dtmax (p<0,004) and coronary flow (p=0,01) declined. The susceptibility of the mPTP in IFM (p=0,01) and SSM (p<0,0001) increased. The concentration of the cardiac markers GOT and hFABP escalate, whereas Troponin T, CK and CK-MB show no significant differences compared to the control group.
The RCF in IFM was reduced at C II-V (p<0,0001), C II-IV (p<0,0001), C III-V (p=0,004) and C IV (p<0,0001). RCF in SSM was diminished at C IV (p=0,05).
Under I/R, enoximone showed no effect at the haemodynamic parameters. For SSM a slight increase in mPTP-opening (p=0,05) occurred at the end of the meassurement.
The concentration of hFABP lessened. The RCF in IFM improved in C I-V (p=0,01), C II-V (p=0,04), C II-IV (p=0,02) and C IV (p=0,02) compared to IR40/30. In non-ischemic myocardium (Enox-IR0/30) enoximone improved LVdp/dtmax (p<0,02) and lowered the concentration of TropT (p<0,02). Whereas RCF for IFM in C I-V (p=0,01) is increased, RCF in II-V (p=0,04) and III-V (p=0,009) is weakend. For SSM a slight increase in mPTP- opening (p<0,04) occurred at the end of the meassurement.
Conclusion:
I/R-injury worsen haemodynamic parameters and function of the IFM and SSM as well as increase the mPTP Ca2+-susceptibility. Whereas studies including shorter ischemic periods showed an improvement of LVPsys, LVdp/dtmax and coronary flow, no detectable effect of enoximone could be seen due to 40 min ischemia.
However, a positive influence at the RCF of the IFM under I/R as well as an improved LVdp/dtmax for non-ischemic myocardium could be observed. Therefore, the impact of enoximone seems highly depended on an early application in context of IR-injuries.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:18988 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Moch, Christian Peter |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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