Etablierung eines neuen Großtiermodells zur Induktion der Herzinsuffizienz und Evaluierung von Remodelingprozessen durch mechanische Herzunterstützung
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Zusammenfassung
Die Herzinsuffizienz ist heute die führende Todesursache in den westlichen Industrienationen. Die steigende Zahl von Patienten mit Herzinsuffizienz und drohendem Herzversagen und der Rückgang der Spenderbereitschaft machen die Notwendigkeit alternativer Therapieoptionen deutlich. Neben der medikamentösen Therapie gewinnen mechanische Herzunterstützungssysteme an Bedeutung. Den in der Herzinsuffizienzforschung bisher eingesetzten Großtiermodellen sind hohe periprozedurale Komplikationen und inhomogene Ergebnisse gemeinsam. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, am Großtier ein reproduzierbares Herzinsuffizienzmodell zu entwickeln. Weiterhin sollte geklärt werden, welche Auswirkungen zwei funktionell unterschiedliche mechanische Herzunterstützungssysteme auf die Hämodynamik haben und ob durch diese morphologische Veränderungen im Sinne eines "Reverse Remodeling" induziert werden können. Das neue Herzinsuffizienzmodell beruht auf der aus der Humanmedizin bekannten Erkenntnis, dass eine Desynchronisation der ventrikulären Kontraktion mit einer Beeinträchtigung der Hämodynamik und mit strukturellen Veränderungen einhergeht. Es wurden deshalb minimalinvasiv 2 endokardiale Schrittmachersonden an unterschiedlichen Orten des rechten Ventrikels implantiert, die durch abwechselndes tachykardes Pacing (220 /min) zu einer asynchronen Ventrikelstimulation führten. Dieses neu entwickelte Modell wurde mit dem bekannten Tachykardiemodell hinsichtlich der Hämodynamik und morphologischer Veränderungen verglichen. Die minimalinvasive Implantation der Schrittmacherelektroden war komplikationslos durchführbar. Das neu entwickelte Herzinsuffizienzmodell resultierte in einer chronischen Herzinsuffizienz mit signifikanter Beeinträchtigung hämodynamischer Parameter. Es zeigten sich morphologische Alterationen im Sinne von Fibrose, zellulärer Hypertrophie und Strukturverlust der Sarkomere. Die asynchrone Ventrikelstimulation mit 2 Sonden führte zu signifikant höheren Kollagengehalten und insgesamt stärkerer Beeinträchtigung der Hämodynamik im Vergleich zur Stimulation mit einer Sonde. Die mechanische Herzunterstützung mit der intraaortalen Ballonpumpe und der Mikroaxialflusspumpe resultierte bereits während des Untersuchungszeitraums in einer Reduktion der Fibrose, Verringerung des Interstitiums und Normalisierung der alpha-Actininverteilung. Eine umfassende hämodynamische Verbesserung wurde mit keinem der beiden Unterstützungssysteme erreicht. Die intraaortale Ballonpumpe führte jedoch zu einer signifikant größeren Abnahme des Kollagen III- und Kollagen VI-Gehalts und zu einer Abnahme des erhöhten pulmonalarteriellen Drucks im Vergleich zu sham-operierten Tieren. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die minimalinvasive Herzschrittmacherimplantation mit transvenöser Anlage der Elektrodensysteme beim Schwein eine sichere und effektive Methode zur Induktion einer Herzinsuffizienz ist und typische Komplikationen der herkömmlichen Großtiermodelle vermieden werden. Das neu etablierte Herzinsuffizienzmodell mit 2 Stimulationselektroden und asynchroner Stimulation des rechten Ventrikels war dem klassischen Modell mit nur einer Elektrode überlegen. Das Schwein ist unter Beachtung intensivmedizinischer Kriterien ein geeignetes Versuchstier zur Durchführung von Langzeitnarkosen und Implantation perkutaner Herzunterstützungssysteme. Beide Pumpensysteme zeigten positive Einflüsse im Sinne von morphologischem linksventrikulären "Reverse Remodeling"; bezüglich der Hämodynamik ergaben sich Vorteile für die intraaortale Ballonpumpe.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2008