Für die Behandlung von Vorhofflimmern ist es wichtig, genau zu verstehen, wie dieses „Störfeuer“ im Herzen entsteht – das auch als nicht-tachykardes Vorhofflimmern, also ohne Herzklopfen, auftreten kann – und wie es die Herzfunktion beeinflusst. Aktuelle Forschungsdaten werfen ein neues Licht auf die Prozesse, die das Herz bei Vorhofflimmern (AF) schädigen. Bisher standen vor allem die Vorhöfe im Fokus, in denen fehlgeleitete elektrische Erregungswellen die geordnete Kontraktion des Herzmuskels stören, aber nach neuen Erkenntnissen sind auch die Herzkammern betroffen. „Überraschenderweise sind die Vorgänge im Vorhof des Herzens besser bekannt. Was jedoch noch nicht verstanden ist, sind die Auswirkungen des Vorhofflimmerns auf die Funktion der Herzkammer, der sogenannten Herzkammer, und damit insbesondere des Herzens“, unterstreicht der Arzt und Wissenschaftler Dr. Arzt Steffen Pabel aus der Arbeitsgruppe von Prof. DR. Arzt Samuel Sossalla vom Universitätsklinikum Regensburg, Klinik für Innere Medizin II. Pabel „Auswirkungen von Vorhofflimmern auf die menschliche Herzkammer“ hat diese Auswirkungen nun untersucht und wurde dafür mit dem anerkannten Wilhelm P. Winterstein-Preis der Deutschen Herzstiftung (Dotierung: 10.000 Euro) ausgezeichnet. Die Arbeit wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Circulation Research“ (1) veröffentlicht. „Die Ergebnisse von Dr. Pabel und dem Team sind von großer Bedeutung für die klinische Forschung, da sie die ersten sind, die die nachteiligen Auswirkungen von Vorhofflimmern auf die menschliche Herzkammer beschreiben. Seine Forschung trägt dazu bei, die Mechanismen von Vorhofflimmern zu erklären und die Wirkung von Therapien wiederherzustellen.“ normale Herzfrequenz (Sinusrhythmus), wie wir sie in klinischen Studien gesehen haben“, betont der Vorsitzende des Wissenschaftlichen Beirats der Deutschen Gesellschaft für Herzforschung, Herzchirurg Prof. DR. Arzt Armin Welz.
Pabels neue Erkenntnisse zu den Mechanismen der Krankheit könnten nicht nur für die zukünftige Behandlung der rund 1,8 Millionen Patienten mit Vorhofflimmern, der häufigsten Herzrhythmusstörung, wichtig sein, sondern auch für etwa vier Millionen Menschen mit Herzinsuffizienz (Herzinsuffizienz). Denn häufig treten Vorhofflimmern und Herzinsuffizienz gemeinsam auf, mit nachteiligen Auswirkungen auf den Krankheitsverlauf für die Betroffenen. Vorhofflimmern kann auch zu einer langfristigen Herzinsuffizienz führen. Klinische Studien (darunter die CASTLE-AF-Studie und die CAMERA-MRI-Studie) haben bereits gezeigt, dass die Rhythmustherapie die linksventrikuläre Funktion verbessern und die Sterblichkeit bei Patienten mit Herzinsuffizienz und Vorhofflimmern senken kann. Informationen zur Forschungsförderung unter www.herzstiftung.de/forschung-und-foerderung
Ein gestörter Kalziumhaushalt wirkt sich auf die linke Herzkammer aus
Dr. Pabel und sein Team analysierten das Herzmuskelgewebe der linken Herzkammer von Patienten mit normaler Herzfrequenz (Sinusrhythmus) oder Patienten mit Vorhofflimmern. Die linksventrikuläre Funktion blieb bei allen Patienten erhalten (Ejektionsfraktion [EF] mehr als 50%). Patienten mit Vorhofflimmern zeigten ein sogenanntes frequenzgesteuertes Vorhofflimmern. Das heißt, ihre Herzfrequenz war normal, aber der für Vorhofflimmern typische unregelmäßige Herzschlag blieb bestehen. Untersuchungen zeigten keine strukturellen Unterschiede wie Narbengewebe im Herzmuskel (Fibrose) der linken Herzkammer zwischen Patienten mit Sinusrhythmus und solchen mit Vorhofflimmern. „Allerdings konnten wir bei Patienten mit Vorhofflimmern feststellen, dass der für die Herzmuskelkontraktion wichtige Calciumhaushalt in den Herzmuskelzellen, den Kardiomyozyten, der linken Herzkammer verändert war“, sagt Pabel. . In weiteren In-vitro-Experimenten mit Kardiomyozyten konnte Pabel bestätigen, dass auch künstlich erzeugtes Vorhofflimmern den Kalziumhaushalt beeinträchtigt.
Ein geordneter Zu- und Abfluss von Calcium (Ca²+) sowie Natrium (Na+) und Kalium (K+) in jede einzelne Herzmuskelzelle ist wichtig, damit sich der Herzmuskel zusammenziehen und wieder entspannen kann. Dazu muss man zunächst das sogenannte Aktionspotential aufbauen, das sich dann im Muskelgewebe ausbreitet. Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige Änderung des elektrischen Erregungszustands innerhalb einer Muskelzelle, die durch die Verdrängung verschiedener Ionen (Ca²+, Na+ und K+) verursacht wird. Letztlich löst die Erregungswelle im Herzen über eine elektromechanische Kopplung, an der Ca²+ maßgeblich beteiligt ist, die Kontraktion, also einen Herzschlag, aus. „Daher kann eine verringerte systolische Konzentration von Calciumionen in Herzzellen mit einer eingeschränkten Herzkontraktilität einhergehen und auf eine Herzinsuffizienz in der Systole, der Kontraktionsphase, hinweisen“, sagt Dr. pabel
Der Labortest bestätigt nachteilige Wirkungen auf die Herzkammer
Diesen Vorgang konnten Pabel und sein Team am Universitätsklinikum Regensburg in späteren Untersuchungen am Labormodell mit menschlichen Herzmuskelzellen von herzgesunden Spendern bestätigen. Dazu etablierte Pabel die Simulation von Vorhofflimmern im Labor (in vitro). „Diese Simulation zeigte auch reduzierte Ca²+-Transienten in menschlichen linksventrikulären Myokardzellen“, erklärt Pabel. Darüber hinaus zeigten weitere Experimente mit standardisierten Herzkammerzellen aus Stammzellen, dass künstlich erzeugtes Vorhofflimmern Prozesse hervorruft, die auch bei den ungünstigen Remodelling-Prozessen bei Insuffizienz bekannt sind. B. erhöhter oxidativer Stress im linksventrikulären Herzmuskel. Zudem wurde die Aktivität eines spezifischen Enzyms, der Ca²+/Calmodulin-abhängigen Proteinkinase IIδc (CaMKII), die maßgeblich am Fortschreiten der Herzinsuffizienz beteiligt ist, erhöht. Die Blockierung der CaMKII-Aktivität und die Reduzierung von oxidativem Stress könnten die Störung des Ca² + / Na + -Gleichgewichts verhindern, die zuvor Vorhofflimmern ausgelöst hat. „So konnten wir diese Mechanismen kausal bestätigen“, erklärt Pabel.
Der Forscher und Gewinner des Winterstein-Preises zieht aus den Daten folgendes Fazit: „Unsere Erkenntnisse zu den unerwünschten Wirkungen von Vorhofflimmern in der Herzkammer sollten Ärzte und Wissenschaftler ermutigen, Vorhofflimmern nicht nur als Ohrenkrankheit, sondern als Ohrkrankheit zu verstehen . das ganze Herz.“
(Er sie)
Literatur:
(1) Pabel S. et al., Effects of atrial fibrillation on the human ventricle, Februar 2022, https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.121.319718
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Typ: Patienteninformationen zum Thema Vorhofflimmern (Ursachen, Risikofaktoren, Diagnose und Therapie) finden Sie unter www.herzstiftung.de/vorhofflimmern
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