Förderpreis 2002



Wirkung einer akuten Hyperglykämie und eines Diabetes mellitus auf die späte ischämische Präkonditionierung am Kaninchenherzen

von Dirk Ebel


Hintergrund:

Diabetiker haben gegenüber Nicht-Diabetikern ein zwei bis fünffach erhöhtes Risiko für eine koronare Herzerkrankung, die für 30-50 % der Todesfälle unter Diabetikern verantwortlich zu machen ist. Auch ist die Prognose von Diabetikern nach einem Myokardinfarkt sehr schlecht: Ca. 50 % versterben innerhalb von 5 Jahren. Die ischämische Präkonditionierung ist der stärkste Schutzmechanismus, den das Herz gegen die Folgen einer Ischämie besitzt: Eine vorausgehende kurze Ischämieperiode (wie sie z.B. bei Angina pectoris auftritt) schützt dabei das Myokard gegen eine nachfolgende längere Ischämie (z.B. bei einem Infarktereignis). Die Protektion des Herzens geschieht dabei in zwei Zeitintervallen: Die frühe Präkonditionierung setzt sofort ein, hält aber nur wenige Stunden an und spielt daher vermutlich klinisch nur eine untergeordnete Rolle. Die späte Präkonditionierung setzt nach 12-24 Stunden ein und schützt das Herz für mehrere Tage. So haben Herzinfarktpatienten eine deutlich bessere Prognose, wenn sie vorher Angina pectoris (="präkonditionierende Ischämie") hatten.


Dieser günstige Effekt einer Präinfarktangina scheint bei Patienten mit Diabetes mellitus (DM) aufgehoben zu sein. Bei Diabetikern ist aber nicht nur eine koronare Herzerkrankung besonders häufig, sondern auch bei Auftreten eines Myokardinfarktes die Prognose besonders ungünstig, wobei die genauen Ursachen für die schlechte Prognose nicht bekannt sind. Daher lag die Vermutung nahe, daß beim Diabetiker der endogene Schutzmechanismus der späten Präkonditionierung beeinträchtigt sein könnte. Zur Klärung dieser Frage untersuchten wir im ersten Teil unserer Studie den Einfluß einer akuten Hyperglykämie am nichtdiabetischen Kaninchen auf die Protektion des Herzens durch späte Präkonditionierung. Im zweiten Teil der Studie wurde ein Diabetes mellitus medikamentös induziert und der Einfluß mit und ohne Insulintherapie auf die Myokardprotektion durch späte Präkonditionierung untersucht.


Methodik und Ergebnisse:

Nach Genehmigung der Studie durch die Aufsichtsbehörde wurde Kaninchen ein Koronarokkluder um einen Ast der linken Koronararterie chronisch implantiert. Zur Induktion eine Herzinfarktes wurden alle Tiere in Narkose 30 min Ischämie gefolgt von 120 min Reperfusion unterzogen und anschließend die Infarktgröße mittels TTC-Färbung bestimmt. Im ersten Teil unserer Studie wurden 4 Gruppen untersucht. Eine Kontrollgruppe wurde nicht weiter behandelt. In einer Gruppe wurde späte ischämische Präkonditionierung (LPC) durch eine 5-minütige Myokardischämie 24 h vor der infarktauslösenden Ischämie induziert. Die starke Kardioprotektion durch späte ischämische Präkonditionierung halbierte die Infarktgröße im Vergleich zur Kontrollgruppe. In zwei weiteren Gruppe (H600 und LPC+H600) wurde durch eine Glukoseinfusion vor und während infarktinduzierender Ischämie eine Hyperglykämie von ca. 600 mg dl 1 induziert. Die Hyperglykämie selbst hatte nur einen geringen Einfluß auf die Infarktgröße (Zunahme um 15 %, H600), führte aber zu einer vollständigen Blockade der Myokardprotektion durch Präkonditionierung (LPC+H600).

Im zweiten Teil unserer Studie (Untersuchung an diabetischen Kaninchen) wurden 6 Gruppen untersucht. Auch hier halbierte die späte ischämische Präkonditionierung (LPC) bei nicht-diabetischen Kaninchen die Infarktgröße im Vergleich zur nicht-diabetischen Kontrollgruppe. Der Diabetes hatte keinen Einfluß auf die Infarktgröße im Vergleich zu nicht-diabetischen Kontrollen, führte aber zu einer Blockade der Myokardprotektion durch späte ischämische Präkonditionierung. Auch wenn bei den diabetischen Kaninchen der erhöhte Blutzucker durch eine kurzzeitige Insulintherapie normalisiert wurde, blieb die Kardioprotektion blockiert (DM+LPC+I), während die Insulintherapie an sich keinen Einfluß auf die Infarktgröße hatte (DM+I).


Interpretation:

Wir konnten erstmals im Tierversuch nachweisen, daß sowohl eine akute Hyperglykämie als auch ein Diabetes mellitus den stärksten endogenen Protektionsmechanismus des Herzens gegen die Folgen einer Ischämie, die späte ischämische Präkonditionierung blockieren kann. Die Blockade dieser endogenen Myokardprotektion könnte die schlechtere Prognose von Infarktpatienten mit Diabetes mellitus erklären. Die kurzfristige Blutzuckersenkung durch Insulin konnte die Kardioprotektion jedoch nicht wiederherstellen. Neben der Hyperglykämie müssen daher noch andere unbekannte Faktoren an der Blockade der späten ischämischen Präkonditionierung am diabetischen Herzen beteiligt sein. Angesichts der vermuteten großen klinischen Bedeutung der späten ischämischen Präkonditionierung sind weitere Untersuchungen erforderlich, um das Fehlen dieses Protektionsmechanismus beim Diabetiker zu verstehen und mögliche therapeutische Optionen zu entwickeln.


Die vollständige Powerpoint Präsentation zum Festvortrag finden Sie hier als PDF-Datei.


Zurück zur Übersicht der Förderpreisträger


News Kontakt Impressum Sitemap