Ergebnisse 1.Tiermodell: Hypertonie-induzierte Herzhypertrophie bei transgenen Ratten (TGR) Körpergewicht, Ventrikelgewicht und Hypertrophieindex

Zur Beurteilung des Hypertrophiegrades wurden die Körper- und Ventrikelgewichte der Tiere bestimmt und die Hypertrophieindizes berechnet. Das Körpergewicht (KG) der TGR war verglichen mit der Kontrollgruppe um 14% (188,29±9,15 vs. 219,21±10,88 g) niedriger (Abbildung 10), das Gesamt-Ventrikelgewicht (VG) um 16% (0,88±0,03 vs. 0,76±0,04 g) größer (Abbildung 11).

Abbildung 10: Körpergewichte(KG) der TGR und WT. *p < 0,05

Abbildung 11: Gesamt-Ventrikelgewichte (VG) der TGR und WT. *p < 0,05

Abbildung 12 zeigt, dass die Erhöhung des VG bei den TGR aus der Zunahme des linksventrikulären Gewichts (LVG) resultiert (0,72±0,02 vs. 0,60±0,03 g). Hinsichtlich der Gewichte des rechten Ventrikels (RVG) wurden keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen gefunden (0,16±0,01 vs. 0,16±0,01 g).

Abbildung 12:Gewichte des linken (LV) und rechten (RV) Ventrikels der TGR und WT. **p < 0,01

Abbildung 13 stellt die Hypertrophieindizes zusammen. Das relative, auf das Körpergewicht bezogene Ventrikelgewicht (VG/KG x 1000) war bei den TGR vs. WT um 37% erhöht (4,74±0,18 vs. 3,47±0,06). Der Quotient LVG/KG x 1000 war ebenfalls höher als in der Kontrollgruppe (3,88±0,15 vs. 2,73±0,06). Beim Quotient RVG/KG x 1000 fand sich kein signifikanter Unterschied zwischen Experiment- und Kontrollgruppe (0,86±0,04 vs. 0,74 ±0,03).

Abbildung 13:Ventrikel/Körpergewichtquotienten von TGR und WT. **p < 0,01 (Abkürzungen im Text erläutert)

Myokardialer CK-Gehalt und CK-Isoenzymmuster

In beiden Herzkammern der TGR lag der Mittelwert der Gesamt-CK-Aktivität verglichen mit der Kontrollgruppe niedriger; im linken Ventrikel: 14,27±0,72 vs. 16,23±053 U/g Protein, im rechten: 15,37±0,69 vs. 16,48±0,61 U/g Protein. Signifikant war der Unterschied nur im linken Ventrikel (Abbildung 14). Nach elektrophoretischer Auftrennung der Creatinkinase in ihre Isoenzyme konnten folgende Beobachtungen gemacht werden: Im linken Ventrikel der TGR verglichen mit den Kontrollherzen wurde eine signifikanten Erhöhung der CK-MB (16,54±0,61 vs. 14,03±0,51%) und CK-BB (1,50±0,11 vs. 1,16±0,09%) und ein Verlust der CK-MM (56,78±0,76 vs. 59,22±0,72%) festgestellt (Abbildung 15). Im rechten Ventrikel waren keine derartigen Unterschiede zu verzeichnen (Abbildung 16). In der TGR-Gruppe wurde eine Differenz zwischen den Isoenzymmustern des linken und rechten Ventrikel festgestellt (Abbildung 17). Die CK-MB war bei den TGR im linken Ventrikel vs. rechten signifikant erhöht (16,54±0,61 vs. 14,39±0,59%). Der Anteil der CK-MM war im linken Ventrikel vermindert (56,78±0,76 vs. 59,75±0,64%). Bei der CK-Mi und der CK-BB und bei den Mustern der Kontrollgruppe traten keine Veränderungen auf.

Abbildung 14:Gesamt-CK-Aktivität in den Herzhomogenaten der linken (LV) und rechten (RV) Ventrikel von TGR und WT. *p < 0,05

Abbildung 15:Myokardiale CK-Isoenzymmuster der linken Ventrikel (LV) von TGR und WT. *p < 0,05; **p < 0,01

Abbildung 16:Myokardiale CK-Isoenzymmuster der rechten Ventrikel (RV) von TGR und WT.

Abbildung 17:Myokardiale CK-Isoenzymmuster des linken (LV) und rechten (RV) Ventrikels von TGR. **p < 0,01

Myokardiale antioxidative Enzyme

Wie Abbildung 18 zeigt, war die GSH-Px-Aktivität im linken und im rechten Ventrikel, sowie auch im Papillarmuskel der TGR signifikant höher als bei den WT. In der linken Kammer war sie um 14,5% ( 404,96±17,32 vs. 353,73±10,58 U/g Protein), in der rechten um 22% (413,42±15,41 vs. 337,79±10,82 U/g Protein) erhöht. Es bestand in keiner Gruppe ein signifikanter Unterschied zwischen linkem und rechten Ventrikel. In den Papillarmuskeln der TGR war die GSH-Px-Aktivität um 50,5% höher als im Papillarmuskeln der Kontrollen (291,94±32,04 vs. 193,99±8,08 U/g Protein). Die Mittelwerte der Gesamt-SOD-Aktivität war bei den TGR vs. WT in beiden Ventrikeln geringgradig vermindert, allerdings ohne statistische Signifikanz (Abbildung 19).

Abbildung 18:GSH-Px-Aktivitäten im linken (LV) und rechten (RV) Ventrikel, sowie im Papillarmuskel (PM) von TGR und WT. *p < 0,05; **p < 0,01

Abbildung 19:Gesamt-SOD-Aktivitäten im Herzgewebe der linken (LV) und rechten (RV) Ventrikel von TGR und WT.

Auch für die CuZn-SOD-Aktivität wurden geringere Mittelwerte in beiden Ventrikeln der TGR im Vergleich zur Kontrollgruppe gefunden, ohne dass dies jedoch als signifikante Erniedrigung ausgewiesen werden konnte (Abbildung 20).

Abbildung 20:CuZn-SOD-Aktivitäten im Herzgewebe der linken (LV) und rechten (RV) Ventrikel von TGR und WT.

Auch bei der Mn-SOD-Aktivität konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden.

Serum-Vitamin E-Gehalt

Der Gehalt an Vitamin E im Serum der transgenen Ratten war verglichen mit der Kontrollgruppe signifikant erniedrigt, (17,94±0,67 vs. 19,70±0,43 µmol/l) (Abbildung 21).

Abbildung 21:Vitamin E-Gehalt im Serum von TGR und WT. *p < 0,05

Lipidperoxidation

Abbildung 22 zeigt die Konzentration der Lipidperoxidationsprodukte in den Herzhomogenaten. In beiden Ventrikeln der TGR zeigte sich eine signifikante Erhöhung der TBARS im Vergleich zur Kontrollgruppe; im linken um 56% (3,61±0,42 vs. 2,31±0,20 nmol/mg Protein) und im rechten um 44,5% (2,89±0,29 vs. 2,00±0,14 nmol/mg Protein). Außerdem wurde ein signifikanter Unterschied zwischen linkem und rechtem Ventrikel der TGR gefunden. Die Konzentration der TBARS im linken Ventrikel war um 25% höher als im rechten (3,61±0,42 vs. 2,89±0,29 nmol/mg Protein). Dieser Unterschied wurde bei der Kontrollgruppe nicht beobachtet (2,31±0,20 vs. 2,00+0,14 nmol/mg Protein)

Abbildung 22:Myokardialer Gehalt an TBARS in den linken (LV) und rechten (RV) Ventrikeln der TGR und WT. *p < 0,05; **p < 0,01

Stressproteine

In Abbildung 23 und Abbildung 24 sind die Hsp25- und 72-Konzentrationen im linken und rechten Ventrikel sowie im Papillarmuskel von TGR- und WT-Tieren gegenübergestellt. Dabei zeigte sich im linken Ventrikel von TGR verglichen mit den WT eine um 37,1±10,5% höhere Hsp25-Konzentration. Im rechten Ventrikel zeigte sich keine statistisch belegbare Differenz. Im Papillarmuskel der TGR war das Hsp25 um 98,44±31,9% höher als bei den Kontrollen. Für das Hsp72 konnten weder im linken noch im rechten Ventrikel signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen gefunden werden. Auch im Papillarmuskel unterschied sich die Hsp72-Konzentration zwischen TGR und WT nicht.

Abbildung 23:Konzentrationen von Hsp25 im linken (LV) und rechten (RV) Ventrikel, sowie im Papillarmuskel von TGR und WT. *p < 0,05;

Abbildung 24:Konzentrationen von Hsp72 in den linken (LV) und rechten (RV) Ventrikeln von TGR und WT.

Funktionelle Parameter zur Charakterisierung der Herzleistung

In den Abbildungen 25, 26 und 27 sind die funktionellen Parameter zur Charakterisierung der Herzleistung in Gestalt der Peak force (PF), der maximalen Kontraktions- und Relaxationsgeschwindigkeit zusammengestellt. Unter aeroben Bedingungen, vor Beginn der Hypoxie (0 Minuten) war die PF, die maximale Kontraktionsgeschwindigkeit und die maximale Relaxationsgeschwindigkeit der isometrischen Kontraktion in beiden Gruppen vergleichbar. Mit Einsetzen der Hypoxie kommt es in beiden Gruppen zur Verminderung der PF, allerdings stärker bei den WT als bei den TGR, was in einer signifikanten Differenz nach 5 (0,919±0,044 vs. 0,809±0,021) und 10 Minuten (0,468±0,056 vs. 0,302±0,013) resultiert. Nach 15 Minuten Hypoxie bestand kein signifikanter Unterschied mehr zwischen den Gruppen und die PF war auf 24% (TGR) bzw. 17% (WT) erniedrigt. In der Phase der Reoxygenierung kam es in der TGR-Gruppe zu einer schnelleren Erholung der PF, die bei den TGR im Gegensatz zu den WT nach 60 Minuten den aeroben Ausgangswert wieder erreichte. Es resultierte ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen TGR und WT nach 45 Minuten (0,930±0,116 vs. 0,605±0,057) und 60 Minuten (1,129±0,131 vs. 0,678±0,06) (Abbildung 25).

Abbildung 25:Peak force (PF) der Papillarmuskeln von TGR und WT während Hypoxie und Reoxygenierung. *p < 0,05

Die maximalen Kontraktions- und Relaxationsgeschwindigkeiten nahmen in beiden Gruppen während der hypoxischen Phase erwartungsgemäß ab. Dabei fiel die Abnahme bei den TGR zunächst geringer aus (nach 10 Minuten dF/dt_max: 0,584±0,078 vs. 0,372±0,020; dF/dt_min: 0,555±0,079 vs. 0,393±0,037), glich sich aber zum Ende der 15minütigen Hypoxiephase wieder den Kontrollen an (Abbildung 26 und 27).

Während der Reoxygenierungsphase zeigte sich, ähnlich der PF, eine schnellere Erholung der dF/dt_max und der dF/dt_min in der TGR-Gruppe. So ergab sich bei der maximalen Kontraktionsgeschwindigkeit nach 60 Minuten eine signifikante Differenz zwischen den, zum Ausgangslevel zurückkehrenden TGR (1,104±0,135) und der nur 69%igen Erholung bei den WT (0,686±0,073) (Abbildung 26) Auch bei der maximalen Relaxationsgeschwindigkeit verläuft die Erholung bei den TGR schneller und vollständig im Vergleich zu den Kontrollen. Hier treten schon nach 45 Minuten signifikante Unterschiede zwischen TGR und WT auf (0,887±0,113 vs. 0,536±0,077). Am Ende der 60minütigen Reoxygenierungszeit liegen die TGR über dem aeroben Ausgangswert (1,126±0,136), wohingegen die WT nur 64% erreichen (0,642±0,083) (Abbildung 27).

Abbildung 26:Maximale Kontraktionsgeschwindigkeit (dF/dt _max ) der Papillarmuskeln von TGR und WT während Hypoxie und Reoxygenierung. *p < 0,05

Abbildung 27:Maximale Relaxationsgeschwindigkeit (dF/dt _min ) der Papillarmuskeln von TGR und WT während Hypoxie und Reoxygenierung. *p < 0,05

Ergebnisse 2.Tiermodell: Myokardinfarktinduzierte Herzhypertrophie bei Ratten Charakterisierung der Myokardinfarktphasen

Zur Auswertung der gewonnen Daten erwies es sich als günstig in eine akute und postakute Phase nach Myokardinfarkt (MI) zu unterteilen. In der akuten Myokardinfarktphase wurden Tiere mit MI und scheinoperierte Tiere 1.) 14-16 h nach Ligatur-Infarkt verglichen und 2.) die Situation nach 14-16 h in Relation zum Zustand nach 3 Wochen betrachtet. Als postakute Myokardinfarktphase wird der Zeitraum der 3. bis 9. Woche nach Infarkt angesehen.

Zur Darstellung der Daten wurde die in Abbildung 28 gezeigte Diagramm-Form gewählt: unter dem Graphen sind immer die signifikanten Unterschiede der Kontrollen über die Zeit gekennzeichnet. Oberhalb des Graphen sind die signifikanten Veränderungen in der Infarktgruppe über die entsprechende Zeitspanne dargestellt. Direkt am Messpunkt sind die signifikanten Verschiedenheiten zwischen der Infarkt- und Kontrollgruppe ausgewiesen.

Abbildung 28:Muster-Diagramm zur Erläuterung der Ergebnis-Darstellung

Körpergewicht, Ventrikelgewicht und Hypertrophieindex

In Tabelle 8 sind die Körpergewichte, die Ventrikelgewichte, und wichtige Hypertrophieindizes zusammengefasst. Zusätzlich ist der Lungengewicht/Körpergewicht-Quotient als Insuffizienzparameter aufgeführt.

Das Körpergewicht (KG) der Infarkt-, als auch der Kontrolltiere stieg kontinuierlich mit zunehmenden Alter der Tiere an, ohne dass sich ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen abzeichnete.

Das Gesamt-Ventrikelgewicht (VG) zeigte während der akuten Myokardinfarktphase einen gleichartigen Anstieg bei beiden Tiergruppen, ohne das sich die beiden Gruppen signifikant voneinander unterschieden. Im postakuten Verlauf kam es zu einer größeren Zunahme des VG bei den MI-Tieren, woraus ein signifikanter Unterschied zwischen MI- und Sham-Gruppe nach 6 und 9 Wochen resultiert. Dieser Unterschied der Gesamt-Ventrikelgewichte lässt sich in erster Linie auf Änderungen des linksventrikulären Gewichts (LVG) zurückführen. Während das rechtsventrikuläre Gewicht (RVG) nur nach 9 Wochen die Tendenz einer Gewichtszunahme nach MI zeigte, kam es beim linksventrikulären Ventrikelgewicht der MI-Tiere zu einem Anstieg in der postakuten Phase mit der Konsequenz signifikant verschiedener Werte nach 6 und 9 Wochen.

Beim Vergleich der Hypertrophiegrade (VG/KG, LVG/KG, RVG/KG) ergibt sich der signifikante Unterschied im Herzgewicht/Körpergewicht-Quotienten zwischen MI-Tieren und scheinoperierten Kontrollen, nach 6 und 9 Wochen ebenfalls aus den Veränderungen des linken Ventrikels, da nur LVG/KG bei den MI-Tieren signifikant größer war.

Bei der Untersuchung des Lungengewicht/Körpergewicht-Quotienten (LG/KG), der als Marker für die mit Lungenstauung einhergehende kardiale Insuffizienz gilt, ließ sich zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied zwischen Infarkt- und scheinoperierten Tieren nachweisen.

Parameter

MI

Sham

p (MI vs. Sham)

Körpergewicht (KG)

0 Wo

271,33

±4,15

264,18

±4,55

n.s.

3 Wo

371,27

±16,56

364,36

±13,48

n.s.

6 Wo

450,45

±14,37

452,58

±16,36

n.s.

9 Wo

462,92

±12,01

478,67

±12,08

n.s.

Gesamt-Ventrikelgewicht (VG)

0 Wo

1,01

±0,02

0,95

±0,03

n.s.

3 Wo

1,28

±0,12

1,25

±0,04

n.s.

6 Wo

1,44

±0,05

1,33

±0,05

0,05

9 Wo

1,51

±0,06

1,39

±0,04

0,05

Linksventrikuläres Gewicht (LVG)

0 Wo

0,72

±0,02

0,70

±0,03

n.s.

3 Wo

0,97

±0,12

0,95

±0,04

n.s.

6 Wo

1,10

±0,03

1,02

±0,04

0,05

9 Wo

1,15

±0,05

1,06

±0,04

0,05

Rechtsventrikuläres Gewicht (RVG)

0 Wo

0,28

±0,02

0,25

±0,01

n.s.

3 Wo

0,31

±0,06

0,30

±0,01

n.s.

6 Wo

0,33

±0,03

0,31

±0,01

n.s.

9 Wo

0,36

±0,02

0,33

±0,01

0,1

VG/KG

0 Wo

3,72

±0,08

3,51

±0,10

n.s.

3 Wo

3,46

±0,24

3,45

±0,12

n.s.

6 Wo

3,21

±0,10

2,95

±0,09

0,05

9 Wo

3,26

±0,13

2,90

±0,08

0,01

LVG/KG

0 Wo

2,67

±0,08

2,58

±0,06

n.s.

3 Wo

2,61

±0,24

2,64

±0,10

n.s.

6 Wo

2,47

±0,08

2,26

±0,08

0,05

9 Wo

2,48

±0,10

2,22

±0,08

0,05

RVG/KG

0 Wo

1,05

±0,06

0,93

±0,06

n.s.

3 Wo

0,85

±0,17

0,82

±0,10

n.s.

6 Wo

0,75

±0,06

0,68

±0,08

n.s.

9 Wo

0,78

±0,05

0,69

±0,08

n.s.

Lungengewicht/Körpergewicht (LG/KG)

0 Wo

7,01

±0,26

6,06

±0,56

n.s.

3 Wo

5,24

±0,28

5,50

±0,50

n.s.

6 Wo

5,27

±0,88

4,11

±0,23

n.s.

9 Wo

5,17

±0,69

4,21

±0,26

n.s.

Myokardialer CK-Gehalt und CK-Isoenzymmuster

In der akuten Myokardinfarktphase wurde keine Beeinflussung des myokardialen CK-Systems beobachtet. Nach 3 Wochen (p<0,1) und nach 9 Wochen (p<0,01) wurden im linken Ventrikel der MI-Tiere niedrigere Gesamt-CK-Aktivitäten beobachtet. Nach 6 Wochen war der Unterschied zwischen MI- und Kontrolltieren statistisch nicht zu sichern, obwohl auch zu diesem Zeitpunkt der Mittelwert der MI-Tiere unter dem der Kontrollen lag. Ein derartiger Unterschied wurde für den rechten Ventrikel nicht gefunden. (Abbildung 29)

Auffällig war, dass im rechten Ventrikel beider Versuchsgruppen die Gesamt-CK-Aktivität bis zur 6. Woche anstieg, ohne dass ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen zu den einzelnen Zeitpunkten vorlag. Dabei war in der Infarktgruppe, im Gegensatz zu den Kontrollen die Gesamt-CK-Aktivität auch nach 9 Wochen noch signifikant höher als zum Zeitpunkt 0 Wochen (Abbildung 30).

Bei den CK-Isoenzymen unterschieden sich die CK-Mi- und CK-MM-Anteile sowohl in der Akutphase, als auch in der postakuten Phase (3.-9. Woche) in beiden Ventrikeln der MI-Tiere verglichen mit den Sham-Tieren nicht voneinander. Ab der 3. postoperativen Woche nehmen bei den Sham-Tieren die CK-Mi-Fraktionen sowohl im linken als auch im rechten Ventrikel der Kontrolltiere kontinuierlich ab (Abbildung 31 und 32), wohingegen in diesem Zeitraum die CK-MM-Anteile steigen (Abbildung 33 und 34). Daraus resultierten nach 9 Wochen - verglichen mit dem 3-Wochen-Wert - signifikant niedrigere CK-Mi bzw. höhere CK-MM-Werte. Mit Ausnahme der CK-Mi im rechten Ventrikel konnten diese Beobachtungen auch bei den Infarkt-Tiere gemacht werden.

Abbildung 29:Gesamt-CK-Aktivität in den linken Ventrikel (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1, **p<0.01

Abbildung 30:Gesamt-CK-Aktivität in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0.01

Abbildung 31:CK-Mi-Fraktionen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05

Abbildung 32:CK-Mi-Fraktionen in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05

Abbildung 33:CK-MM-Fraktionen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0.01

Abbildung 34:CK-MM-Fraktionen in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0.01

Die Abbildungen 35 bis 38 zeigen den Verlauf der CK-MB- und CK-BB-Aktivitäten. Erste Veränderungen im CK-Isoenzymmuster, die sich in einer signifikanten Verschiebung des myokardialen Isoenzymmusters zu höheren CK-MB und CK-BB-Anteilen zeigten, wurden erst ab 3 Wochen nach OP sichtbar und beschränkten sich auf den linken Ventrikel. Dort wurde die höchste CK-MB-Aktivität in der 3. Post-Infarkt-Woche gemessen und lag damit deutlich über dem Wert der Kontrollen. Aber auch nach 6 (p < 0,1) und 9 Wochen (p < 0,05) waren in der Infarktgruppe höhere CK-MB-Werte nachweisbar (Abbildung 35). Die CK-BB-Aktivität erreichte im linken Ventrikel ebenfalls ihren höchsten Wert 3 Wochen nach Infarkt und lag 6 und 9 Wochen danach immer noch signifikant über dem Niveau bei Versuchsbeginn. Daraus resultierten verglichen mit der Kontrollgruppe zu den Untersuchungszeitpunkten 3 (p < 0,01), 6 (p < 0,1) und 9 (p < 0,05) Wochen höhere CK-BB-Aktivitäten im linken Ventrikel (Abbildung 36). Im rechten Ventrikel sank die CK-MB- und CK-BB-Aktivität bei MI-Tieren und Kontrollen zur 9. Woche hin ab. Ein vergleichbares Verhalten wurde tendenziös im linken Ventrikel der scheinoperierten Tiere beobachte. Bei den MI-Tieren kam es im rechten Ventrikel nach zunächst stabilem Verlauf der MB- und BB-Isoformen zu einem signifikanten Abfall in der 9. postoperativen Woche (Abbildung 37 und 38).

Abbildung 35:CK-MB-Fraktionen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham);+ p<0,1; *p<0,05; **p<0,01

Abbildung 36:CK-BB-Fraktionen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1; *p<0,05; **p<0,01

Abbildung 37:CK-MB-Fraktionen in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05; **p<0,01

Abbildung 38:CK-BB-Fraktionen in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05; **p<0,01

Myokardiale antioxidative Enzyme

In der Akutphase nach MI lag die Aktivität der GSH-Px im linken Ventrikel signifikant (p < 0,01) und im rechten Ventrikel mit Borderline-Signifikanz (p < 0,1) über der der scheinoperierten Tiere. Die gesteigerte GSH-Px-Aktivität war auch 3 Wochen nach Infarkt im Vergleich zu den Kontrollen vorhanden (Abbildung 39 und 40).

Postakut kam es im linken Ventrikel der Infarkt-Tiere bis zur 6. Woche nach MI zu einem weiteren kontinuierlichen Anstieg der GSH-Px-Aktivität; danach bleibt das hohe Niveau bis zur 9 Woche erhalten. Die scheinoperierten Tiere wiesen bis zur 6. bzw. 9. Woche einen vergleichbaren zeitabhängigen Verlauf auf ohne jedoch die Aktivitätszunahmen in den infarzierten Tieren zu erreichen, so dass nach 6 und 9 Wochen die MI-Tiere - im Vergleich zu den scheinoperierte Tieren - durch signifikant höhere GSH-Px-Aktivitäten im linken Ventrikel gekennzeichnet sind (Abbildung 39).

Im rechten Ventrikel lag die GSH-Px-Aktivität 3 Wochen nach MI noch mit Borderline-Signifikanz (p < 0,1) über der Aktivität der Kontrollen. 6 und 9 Wochen nach OP sind im rechten Ventrikel keine Unterschiede mehr zwischen den myokardialen GSH-Px-Leveln von MI- und Sham-Gruppe nachweisbar (Abbildung 40).

Abbildung 39:GSH-Px-Aktivitäten im linken Ventrikel (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0,01

Abbildung 40:GSH-Px-Aktivitäten im rechten Ventrikel (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1, *p<0,05, **p<0,01

In der Akutphase liegt die SOD-Aktivität im linken (p<0.1) und im rechten (p<0.01) Ventrikel der infarzierten Tiere jeweils über denen der scheinoperierten Tiere. Nachfolgend verminderte sich die SOD-Aktivität wieder, so dass 3 Wochen nach MI keine Aktivitätsunterschiede zu den scheinoperierten Tieren existieren (Abbildung 41 und 42).

Abbildung 41:Gesamt-SOD im linken Ventrikel (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1; *p<0,05; **p<0,01

Postakut stieg die Gesamt-SOD-Aktivität zunächst im linken Ventrikel der MI-Tiere von der 3. zur 6. Woche an, danach sank sie signifikant ab. Dieser Abfall fiel bei den Kontrollen geringer aus. Daraus ergab sich für die Infarkt-Tiere im Vergleich zu den Kontrollen eine durch Borderline-Signifikanz gekennzeichnete niedrigere Gesamt-SOD-Aktivität 9 Wochen nach Infarkt (Abbildung 41).

In der postakuten Phase ließen sich für den rechten Ventrikel sowohl der MI-Tiere als auch der Kontrollen keine signifikanten Gesamt-SOD-Aktivitätsänderungen in Abhängigkeit von der Versuchsdauer nachweisen (Abbildung 42).

Abbildung 42:Gesamt-SOD im rechten Ventrikel (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05; **p<0,01

Wie die Abbildungen 43 und 44 zeigen, scheinen die Aktivitätsänderungen der CuZn-SOD für den zeitabhängigen Verlauf der Gesamt-SOD-Aktivität verantwortlich zu sein. Es kommt ausgehend von den, ähnlich der Gesamt-SOD erhöhten Werten in der MI-Gruppe (mit Borderline-Signifikanz im rechten Ventrikel verglichen mit den Kontrollen) zu einem Abfall der Aktivität nach 3 Wochen und einem neuerlichen Anstieg nach 6 Wochen, signifikant dabei nur im linken Ventrikel.

Abbildung 43:CuZn-SOD im linken Ventrikel (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05; **p<0,01

Abbildung 44:CuZn-SOD im rechten Ventrikel (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1; *p<0,05

Bei den Mn-SOD-Aktivität wurden weder gruppen- noch zeitabhängige Unterschiede beobachtet.

Lipidperoxidation

Während der akuten Myokardinfarktphase (14-16 h nach Ligatur) wurden sowohl im linken als auch rechten Ventrikel der infarzierten Tiere, im Vergleich zu den scheinoperierten Tieren, keine erhöhten TBARS-Konzentrationen gefunden (Abbildung 45 und 46). Auch beim Vergleich zur Situation nach 3 Wochen ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.

Abbildung 45:Gehalt an TBARS in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05

Abbildung 46:Gehalt an TBARS in den rechten Ventrikeln (RV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0,01

Im Verlauf der Post-Infarktphase ließen sich bei den MI-Tieren im linken Ventrikel keine signifikanten Veränderungen in der TBARS-Konzentration nachweisen, wohingegen die Konzentration der Lipidperoxidationsprodukte im rechten Ventrikel zwischen der 3. und 6. bzw. 9. Woche signifikant absinkt. Bei den scheinoperierten Tieren wurde der zeitabhängige Abfall in der TBARS-Konzentration in beiden Ventrikeln beobachtet.

Stressproteine

In den rechten Ventrikeln von Infarkt- und scheinoperierten Tieren wurde zu keinem Zeitpunkt nach MI eine signifikant verschiedene Hsp25- und 72-Konzentration beobachtet Dagegen zeigen die Abbildungen 47 und 48 für den linken Ventrikel in der akuten Infarktphase (14-16h nach MI) in der Tendenz (p < 0.1) höhere Hsp25 und 72-Konzentration in den MI-Tieren verglichen mit den scheinoperierten Kontrollen. Nach 3 Wochen sind vergleichbare Unterschied zwischen Infarkt- und scheinoperierten Tieren in den linken Ventrikeln nicht mehr zu beobachten. Daraus ergab sich ein signifikanter Abfall (p < 0.05) von Hsp25 und 72 in der Infarkt-Gruppe zur 3. Woche hin.

Postakut steigen ab der 3. Woche die Hsp25- und Hsp72-Konzentrationen in den linken Ventrikeln der infarzierten Tiere im Vergleich zu den Kontrollen an, so dass für Hsp25 zwischen der 3. und 9. Woche und für Hsp72 zwischen der 3 und 6 bzw. 9 Woche eine signifikante Konzentrationszunahme statistisch gesichert werden konnte.

Abbildung 47:Hsp25-Konzentrationen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1, *p<0,05

Abbildung 48:Hsp72-Konzentrationen in den linken Ventrikeln (LV) der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05

In den Abbildungen 49 und 50 sind die Hsp-Konzentrationen im Papillarmuskel dargestellt. Es zeigte sich für die MI-Tiere prinzipiell ein dem linken Ventrikel vergleichbares, für die Akutphase jedoch deutlicher ausgeprägtes Verhalten von Hsp25 und 72. Bereits 14-16 h nach MI sind Hsp25 und 72, verglichen mit den scheinoperierten Tieren, im Papillarmuskel signifikant erhöht. Hsp25 vermindert sich anschließend (p < 0,01), so dass sich MI- und scheinoperierte Tiere 3 Wochen nach OP nicht mehr unterschieden. Mit Borderline-Signifikanz (p < 0,1) nahm auch die Hsp72 Konzentration im Papillarmuskel in den MI-Tieren zur 3. Woche hin ab. Dennoch existierten nach 3 Wochen noch signifikant höhere Hsp72-Konzentrationen im Papillarmuskel der Infarkt-Tiere verglichen mit den scheinoperierten Kontrollen.

Hsp25 stieg, wie schon für den linken Ventrikel gezeigt, in der Postakutphase wieder an (p < 0.01), so dass im Papillarmuskel der MI-Tiere nach 6 Wochen im Vergleich zu den altersentsprechenden Kontrollen Hsp25 signifikant erhöht war. Aus den Mittelwerten der MI-Tiere 3 und 6 Wochen nach OP kann auch für Hsp72 ein Anstieg vermutet werden, der sich auf Grund der großen Streuung der Hsp72-Konzentrationen nach 6 Wochen jedoch nicht statistisch sicher ließ. Im Vergleich zu den altersgerechten Kontrollen wiesen die Infarkt-Tiere 6 Wochen nach MI signifikant höhere Hsp72-Konzentrationen auf. Nach 9 Wochen waren für beide Stressproteine keine Unterschiede zu den scheinoperierten Kontrollen mehr nachweisbar. Dieser Befund gemeinsam mit dem Vergleich der Mittelwerte der MI-Tiere 6 und 9 Wochen nach Operation lässt auf einen Abfall der Hsp-Konzentrationen zwischen der 6. und 9. Woche schließen.

Abbildung 49:Hsp25-Konzentrationen im Papillarmuskel der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); *p<0,05, **p<0,01

Abbildung 50:Hsp72-Konzentrationen im Papillarmuskel der infarzierten Herzen (MI) und der Kontrollgruppe (Sham); +p<0,1, *p<0,05, **p<0,01

Funktionelle Parameter zur Charakterisierung der Herzleistung

Die maximale Kraftamplitude PF (Abbildung 51) fiel bei Einsetzen der Hypoxie in allen Gruppen vergleichbar schnell ab und erreichte nach 20 min Hypoxiedauer ca. 10% des normoxischen Kontrollwertes wobei keine signifikanten Unterschiede zwischen der MI- und Sham-Gruppe auftraten. Während der nachfolgenden Reoxygenierung fand in allen Gruppen ein vergleichbarer kontinuierlicher Wiederanstieg der PF statt. Es kam nicht zu signifikanten Unterschieden zwischen MI- und Sham-Tieren. In der Akutphase nach OP (14-16h) wurden in beiden Gruppen am Ende der Reoxygenierung lediglich etwa 40-50% des normoxischen Kontrollwertes erreicht, während es zu den späteren Zeitpunkten 60-80% waren. Die auf die PF normierte maximale Kontraktionsgeschwindigkeit ((dF/dt_max)/PF) (Abbildung 52) nahm während der Hypoxiephase zu, was bedeutet, dass PF stärker abnahm als die zugehörige Kontraktionsgeschwindigkeit. In der Phase der Reoxygenierung war in allen Gruppen nach einem schneller Abfall von (dF/dt_max)/PF ein langsamer Wiederanstieg zu beobachten, der bedeutet, dass einen Zunahme der Kontraktionsrate vorlag, die die Zunahme der PF überstieg. Lediglich am ersten Tag nach MI war die Kontraktion deutlich weniger verlangsamt. Hier blieb die Kontraktion dann auch in der zweiten Phase des Wiederanstiegs der (dF/dt_max)/PF signifikant schneller im Vergleich zu den scheinoperierten Kontrollen. Zu den späteren Zeitpunkten nach MI war der Verlauf in beiden Gruppen ähnlich. Die Abnahme der (dF/dt_min)/PF (Abbildung 53) in Hypoxie kommt durch eine die Abnahme der PF übertreffende Abnahme der Relaxationsrate zustande. Dies war bei den scheinoperierten Tieren immer der Fall, bei den MI-Tieren deutlich nur in der Akutphase (14-16h) nach Infarkt. Nach 9 Wochen war die (dF/dt_min)/PF bei den Infarkt-Tieren am Ende der Hypoxie signifikant größer als bei den Sham, was für die Entwicklung einer Resistenz gegenüber hypoxischen Einflüssen spricht. Die Reoxygenierung löste in allen Gruppen eine stark verlangsamte Relaxation aus, von der aus eine langsame Erholung stattfand. Der deutliche Anstieg der (dF/dt_min)/PF während der Reoxygenierung entsteht durch einen die Zunahme der PF übertreffende Zunahme der Relaxationsrate. Die akut nach Infarkt entnommenen Papillarmuskeln erholten sich deutlich früher als die der entsprechenden Kontrollen und relaxierten bis zum Ende der Reoxygenierung signifikant schneller. Insgesamt konnte im folgenden Zeitverlauf (3, 6, 9 Wochen) bei den MI-Tieren eine stetige Annäherung an die vollständige Wiederherstellung (1,0) beobachtet werden. Dadurch entwickelte sich ein zunehmender Unterschied zwischen MI-Tieren und Sham (signifikant nach 6 und 9 Wochen).

Abbildung 51: Peak force (PF) der Papillarmuskeln von MI und Sham 0-9 Wochen nach OP während Hypoxie und Reoxygenierung.

Abbildung 52:Maximale Kontraktionsgeschwindigkeit normiert auf PF ((dF/dt _max )/PF) der Papillarmuskeln von MI und Sham 0-9 Wochen nach OP während Hypoxie und Reoxygenierung. *p<0,05

Abbildung 53:Maximale Relaxationsgeschwindigkeit normiert auf PF ((dF/dt _min )/PF) der Papillarmuskeln von MI und Sham 0-9 Wochen nach OP während Hypoxie und Reoxygenierung. *p<0,05