Rolle von Mannose-binding-Lectin für das ventrikuläre Remodeling nach Myokardinfarkt [Elektronische Ressource] / vorgelegt von: Philipp Werle

Philipp Witkop

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• Publié le: 01 janvier 2010
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• Langue: Deutsch

Extrait

Aus der Medizinischen Klinik und Poliklinik I
der Universität Würzburg
Direktor: Prof. Dr. med. G. Ertl



Rolle von Mannose-binding Lectin für das
ventrikuläre Remodeling nach Myokardinfarkt

Inaugural-Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde der
Medizinischen Fakultät
der
Julius-Maximilians-Universität Würzburg


vorgelegt von:

Philipp Werle
aus Lohr am Main

Würzburg, Dezember 2010Referent: Priv.-Doz. Dr. med. Stefan Frantz
Koreferent: Prof. Dr. med. Georg Ertl
Dekan: Prof. Dr. med. Matthias Frosch














Tag der mündlichen Prüfung: 03. März 2011

Der Promovend ist Arzt

Meinen Eltern,
ohne die ich nie hätte studieren könnenInhaltsverzeichnis
1 Einleitung - 1 -
2 Grundlagen - 4 -
2.1 Pathophysiologie der Infarktheilung - 4 -
2.2 Kardiales Remodeling nach Infarkt - 4 -
2.3 Remodeling und Komplementsystem - 6 -
2.4 Das Komplementsystem - 8 -
2.5 Mannose-binding Lectin - 10 -
3 Material und Methoden - 13 -
3.1 Versuchstiere - 13 -
3.2 Modell des chronischen Myokardinfarkts - 14 -
3.3 Echokardiographie - 15 -
3.4 Organentnahme - 17 -
3.5 Immunhistochemische Nachweismethoden - 17 -
3.5.1 Grundlagen der immunhistochemischen Färbemethode - 17 -
3.5.2 Neutrophilenfärbung - 19 -
3.5.3 Lectinfärbung - 21 -
3.6 Auswertung der Kapillar- und Myozytenfärbung - 23 -
3.7 Infarktgrößenbestimmung - 23 -
3.8 Messung des Kollagengehalts - 24 -
3.9 Statistische Auswertung - 25 -
4 Ergebnisse - 26 -
4.1 Mortalität - 26 -
4.2 Lungengewichte - 27 -
4.3 Infarktgrößen - 27 -
4.4 Echokardiographie - 27 -
4.5 Neutrophile - 31 -
4.6 Kollagenauswertung - 32 -
4.7 Neovaskularisierung und kardiale Hypertrophie - 32 -
5 Diskussion - 35 -
6 Zusammenfassung - 43 -
7 Literaturverzeichnis - 44 -
8 Abbildungsverzeichnis - 50 -
Einleitung
1 Einleitung
Das Krankheitsbild der Herzinsuffizienz stellt in der Kardiologie eine vielschichtige,
nach wie vor nicht heilbare Erkrankung dar, deren Ursache beispielsweise in arterieller
Hypertonie, Myokarditis, Klappenstenose oder in einem vorausgegangenem Myokard-
infarkt zu finden ist. Die Herzinsuffizienz definierte sich als der Zustand, bei dem das
Herz nicht in der Lage ist, die peripheren Organe ausreichend mit Blut und damit mit
Sauerstoff zu versorgen. Dabei äußert sie sich nicht nur im reinen mechanischen Versa-
gen der Pumpfunktion, sondern auch in daraus hervorgehenden klinischen Symptomen
wie Dyspnoe, Tachykardien oder Flüssigkeitsretention und deren teils schwerwiegenden
Folgen. Bedingt durch die Komplexität der Symptome einerseits und der systemisch
wirkenden adaptiven Prozesse andererseits musste man oben genannte Definition bald
revidieren und betrachtet heute die Herzinsuffizienz nicht mehr allein als reines Pump-
1
versagen, sondern eher als Multisystemerkankung. Das Konzept der zurzeit gängigen
Therapien beruht auf Modellen, die anhand der auftretenden klinischen Symptome her-
geleitet wurden. Das kardiozirkulatorische Modell sieht das herabgesetzte Output und
die periphere Vasokonstriktion im Mittelpunkt, während das kardiorenale Modell sich
auf die schlechte Nierendurchblutung und die damit verbundene Wasser- und Salzreten-
2tion konzentriert. Mit dem neuroendokrinen Modell schließlich fasst man hormonelle
Gegenmaßnahmen zusammen, die sich in einer Sympathikusaktivierung, einer Hochre-
gulierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems (RAAS), sowie einer verstärkten
Vasopressin Ausschüttung äußern. Unter Berücksichtigung dieser Modelle beschränken
sich eingesetzte Therapeutika auf Betablocker, ACE-Hemmer, Diuretika, Vasodilatato-
ren und Glykoside. Diese symptombezogene Therapie wirkt darüber hinaus langfristig
protektiv, indem sie die Umbauvorgänge am Herzen, allgemein als kardiales Remode-
ling bezeichnet, beispielsweise durch die Diuretika induzierte Senkung der Vor- und
Nachlast verlangsamt. Das Remodeling an sich trägt dabei nach einer Phase der Kom-
pensation zweifelsohne zur weiteren kardialen Dysfunktion bei und läuft anfangs
3stumm im Hintergrund ab, während der Patient noch asymptomatisch ist. Zwar weis
4
man spätestens nach der SOLVD-Studie, dass auch ACE-Hemmer neben den blut-
drucksenkenden Eigenschaften die ungünstigen Umbauvorgänge des kardialen Remode-
- 1 - Einleitung
ling bremsen können, jedoch reicht dieser Effekt nicht aus, um diese völlig aufzuhalten.
Es liegt folglich nahe, dass es noch weitere Systeme geben muss, die auf das kardiale
Remodeling einwirken.
Mit der Erkenntnis, dass das angeborene Immunsystem schon früh nach Infarkt aktiviert
ist und ganz wesentlich über Beeinflussung der Myozytenhypertrophie, Kollagensyn-
5
these und Ventrikeldilatation zum Remodeling beiträgt, ergeben sich völlig neue Mög-
lichkeiten für zukünftige Therapieansätze. Ein möglicher Ansatzpunkt ist das
Komplementsystem, das bereits 1970 von Hill und Ward als im Infarkt aktiviert nach-
gewiesen wurde. Durch den sog. Cobra Venom Factor (CVF), einem Extrakt aus Kob-
ragift, wurde der Komplementfaktor C3 gehemmt und damit unter anderem dessen
chemotaktische Wirkung, wie sich anhand geringerer Neutrophileneinwanderung in das
6Infarktgebiet zeigte. Schon wenig später konnte Maroko et al. anhand histologischer
und enzymatischer Kriterien zeigen, dass mit CVF behandelte Hunde nach Ligation der
LAD (=left anterior descending) einen geringeren Myokardschaden (Abnahme der In-
farktgröße, weniger Nekrose und geringere Neutrophileneinwanderung) hatten als die
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Kontrollgruppe ohne jenen CVF. Folglich lässt sich zusammenfassen, dass C3 eine
wichtige Rolle in der Entzündungsreaktion nach stattgehabtem Infarkt spielt und dass
dessen Hemmung sich positiv auf den Schaden auswirkt.
Wie kürzlich nachgewiesen werden konnte, lassen sich auch 8 Wochen nach einem
künstlich gesetzten Infarkt erhöhte C3 Spiegel während des Remodelings in Mäuseher-
zen nachweisen. Als man Wildtyp (WT) Tiere mit C3-Knock Out (KO) Tieren verglich,
unterschieden sich beide zwar hinsichtlich Mortalität nicht, dafür jedoch, was das Re-
modeling und die damit verbundene linksventrikuläre Dysfunktion betraf. C3-KO Tiere
zeigten eine signifikant reduzierte linksventrikuläre Dilatation, eine geringere Rate an
Apoptose und weniger Kollagen im Ventrikel als die Kontrollgruppe. (Frantz et al., per-
sonal communication) Die Frage, die sich nun stellte, war, welcher der drei Aktivie-
rungswege des Komplementsystems (der Klassische, der Lectin oder der Alternative
Weg) während des kardialen Remodelings an Mäuseherzen aktiv ist, war doch bei den
C3-KO Mäusen die gemeinsame Schnittstelle der drei Wege gehemmt, nicht aber deren
Aktivierung. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen dieser Arbeit Mannose-binding
Lectin (MBL) KO-Mäuse und WT-Mäusen hinsichtlich deren ventrikulären Remode-
lings nach Infarkt verglichen. Durch das fehlende MBL war eine Aktivierung des Kom-
- 2 - Einleitung
plementsystems über den Lectin Weg nicht möglich. Ziel war es somit herauszufinden,
ob sich die bei den C3-KO Mäusen beobachteten positiven Effekte bezüglich der
ventrikulären Dilatation auch bei MBL-KO Mäusen zeigen würden. Damit wäre nach-
gewiesen, dass der MBL-Weg der Komplementaktivierung für die dauerhaft erhöhte
Faktor C3 Konzentration während des Remodelings im chronisch insuffizienten Mäuse-
herz nach Infarkt verantwortlich ist.
- 3 - Grundlagen
2 Grundlagen
2.1 Pathophysiologie der Infarktheilung
Wie bereits erwähnt, gibt es viele mögliche Schadensereignisse, die im Herzen den Re-
modelingprozess in Gang setzen und damit zu einer Herzinsuffizienz führen können. Da
jedoch im Rahmen dieser Arbeit als initiales Ereignis der Infarkt als Auslöser des Re-
modelings ausgewählt wurde, soll im Weiteren nur noch darauf Bezug genommen wer-
den.
Nach Blankensteijn folgt einem akuten Verschluss einer Koronararterie eine Heilungs-
8reaktion, die sich in vier Phasen einteilen lässt. Innerhalb der ersten 6 Stunden kommt
es aufgrund der fehlenden Blutversorgung zum Absterben der Myozyten, wie sich kli-
nisch an erhöhten Laborparametern, wie beispielsweise dem Troponin T oder dem CK-
MB, zeigt. Daran folgt im Anschluss die Entzündungsreaktion mit Einwanderung von
neutrophilen Granulozyten, gefolgt von Lymphozyten und Makrophagen, deren Haupt-
aufgabe darin besteht, abgestorbene Zellreste abzuräumen und in der dritten Phase ein
Granulationsgewebe zu bilden. Dieses ist reich durchblutet und mit Einwanderung von
Myofibroblasten beginnt mit zunehmender Kollagensynthese die Reparaturphase, die
dann nach 2-3 Wochen im Narbenstadium endet.
2.2 Kardiales Remodeling nach Infarkt
Das kardiale Remodeling umschreibt a