Der Myokardinfarkt und die Herzinsuffizienz sind sehr häufige und oft zum Tode führende Erkrankungen, die trotz guter Kenntnis der Pathophysiologie noch nicht zufriedenstellend therapiert werden können. Im Wesentlichen besteht die Problematik darin, dass die postischämischen Umbauprozesse (Hypertrophie und Fibrose) nicht aufgehalten werden können und so beide Erkrankungen progredient verlaufen. In beiden Fällen gibt es steigende Evidenz dafür, dass durch Arginaseaktivierung ein Argininmangel erzeugt wird, der zu einer verminderten NO-Verfügbarkeit, erhöhten Superoxid-Konzentrationen und vermehrter Polyaminbildung führt. Diese drei Komponenten limitieren den Therapieerfolg. Eine mögliche Intervention stellt Citrullin dar, da es sowohl Arginaseinhibitor als auch natürlicher Arginindonor ist.An normoxen im elektrischen Feld stimulierten Herzmuskelzellen von Ratten kann Citrullin die kardiale Kontraktilität NO-abhängig steigern. Als Infarkt- bzw. Herzinsuffizienzmodell wurden retrograd perfundierte Rattenherzen einer 45 min Globalischämie mit anschließender 3 stündiger Reperfusion unterzogen. Die postischämische Herzfunktion kann unter Citrullin durch eine bessere Relaxation NO-abhängig gesteigert werden. Auch Arginin führt zu einer gesteigerten postischämischen Herzfunktion, diese wird aber im Gegensatz zu Citrullin, durch eine gesteigerte Kontraktilität bei verringerter Relaxation verursacht. Anhand von Dihydroethidiumbromid-Färbungen konnte gezeigt werden, dass Citrullin den postischämischen oxidativen Stress reduziert. Neben den funktionellen Effekten auf den Argininstoffwechsel induziert Citrullin die postischämische Expression der Arginase-I, auf Protein- und RNA-Ebene. Darüber hinaus konnte nach 3h Reperfusion auf RNA-Ebene ein antihypertropher und antifibrotischer Effekt Citrullins nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu zeigt Arginin ein prohypertrophes und profibrotisches Expressionsmuster.Die erhobenen Daten legen nahe, dass die postischämische Applikation von Citrullin über Arginaseinhibition und Konversion zu Arginin eine Kopplung der NO-Synthase bewirkt. Eine erhöhte linksventrikuläre NO-Verfügbarkeit sowie geringere Superoxidbildung sind die Folge, und führen zu einer besseren Herzfunktion sowie einer antihypertrophen und antifibrotischen Antwort des Myokards auf RNA-Ebene. Im Gegensatz dazu stimuliert Arginin wahrscheinlich primär die Arginase getriebene Polyaminsynthese. Dies ist zwar initial mit einer gesteigerten Kontraktilität assoziiert, zeigt aber ein profibrotisches und prohypertrophes Expressionsmuster.
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