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Human Hibernating Myocardium (HHM)

Der Bergriff „hibernation“ (engl. Winterschlaf) stammt aus der Zoologie und beschreibt eine adaptative Reduktion des Energieumsatzes während einer Situation, die gekennzeichnet ist durch eine verminderte Aktivität und ein reduziertes Energieangebot. Im Zusammenhang mit der koronaren Herzerkrankung wird hibernierendes Myokard als eine adaptative Reduktion der kontraktilen Funktion als Folge eines verminderten Blutflusses im Sinne einer endogen Protektion. Anfang der 80er Jahre definierte Rahimtoola den Begriff „hibernating myocardium“, dem folgendes pathophysiologisches Konzept zugrunde liegt: aufgrund einer längeren subakuten oder chronischen myokardialen Ischämie kommt es zu einer Reduktion der Kontraktilität, der ventrikulären Funktion und des Stoffwechsels. Dieses Phänomen wird als eine myokardiale Adaptation an ein vermindertes Blutangebot interpretiert, wobei ein neu etabliertes Gleichgewicht zwischen myokardialem Sauerstoffbedarf und –angebot die zelluläre Integrität der Myozyten bewahren soll. Nach Wiederherstellung einer adäquaten Perfusion soll es dann zu einer Wiedererholung der myokardialen Funktion kommen. Dieses ursprüngliche auf klinischen Beobachtungen basierende Konzept wurde durch experimentelle Ergebnisse verifiziert. Eine direkte Korrelation zwischen Blutfluss und mechanischer myokardialer Funktion konnte in Experimenten an Hunden für eine Dauer von maximal fünf Stunden nachgewiesen werden. Dieses „perfusion-contraction matching“ wurde unter dem Begriff „short-term hibernation subsumiert“. Hingegen wird der Begriff „chronic hibernation“ für klinische Situationen, die die Grundlage für die Definition von Rahimtoola bildeten, verwandt. Diese sind durch einen längeren Verlauf gekennzeichnet und tierexperimentell nicht reproduzierbar.

In den bisher durchgeführten Arbeiten unserer Arbeitsgruppe wurden der funktionelle und strukturelle Daten von humanem “hibernating myocardium“ erfasst und diese miteinander in Beziehung gesetzt. Durch die histologische Aufarbeitung von transmuralen Myokardbiopsien aus “hibernating myocardium“-Regionen konnte eine Aussage über strukturelle Alterationen im Zellverbund sowie über Veränderungen der einzelnen intrazellulären und extrazellulären Proteine getroffen werden. In Kombination mit molekularbiologischen Methoden wurden Untersuchungen über verschiedene Zelltodformen und deren Häufigkeit sowie die Bestimmung der Proteinsyntheserate und –degradation möglich. Ebenfalls erhobene biochemische Resultate ließen eine Beurteilung des Energiestoffwechsels zu, der von zentraler Bedeutung für die strukturelle Zusammesetzung und Funktion des Myokards ist.

Die ausführliche prä- und postoperative Diagnostik bezüglich Vitalität und Funktion der “hibernating myocardium“-Region erlaubt eine Korrelation zwischen dem Ausmaß der strukturellen Veränderungen und deren Einfluß auf die regionalen und globalen Wandbewegungsmuster. Dieses Vorgehen konnte zur Klärung möglicher Pathomechanismen im humanen “hibernating myocardium“ verwandt werden und ermöglichte, zwischen adaptativen, und somit möglicherweise protektiven, sowie degenerativen Prozessen zu unterscheiden.