Klinische und experimentelle Kardiologie
Offener Zugang

Abstrakt

Experimentelle Auswirkungen der Mukopolysaccharidose auf die rechtsatriale Kontraktionskapazität von gehäuteten Fasern

Constanze Bening, Ahmad Abugameh, Nicole Stumpf, Christian-Friedrich Vahl und Uwe Mehlhorn

Ziel: Mukopolysaccharidose ist eine Gruppe vererbter lysosomaler Speicherkrankheiten, die durch das Fehlen eines Enzyms verursacht werden, das zum Abbau der Glykosaminoglykane (GAG) beiträgt. Um zu beurteilen, ob die Speicherung von GAGs die Kontraktionsfähigkeit beeinträchtigt, haben wir die Kontraktionsleistung von Patienten mit und ohne MPS in einem Skinned-Fiber-Modell verglichen.

Methoden: Gewebe aus dem rechten Vorhof von 12 Patienten (4 MPS, 8 Nicht-MPS), die sich einer Herzoperation wegen Mitralklappenstenose (MS) oder Mitralklappeninsuffizienz (MR) unterzogen, wurde vor der Einführung der extrakorporalen Zirkulation (ECC) entnommen. Die Trabekel werden aus dem rechten Vorhof entfernt; das Gewebe wird in kleine Faserbündel zerlegt. Diese werden chemisch gehäutet, indem zellmembranabhängige Eigenschaften entfernt werden, um die Aktin-Myosin-Information zu gewinnen. Diese Bündel werden in einzelne Faserstreifen zerlegt. Die Fasern werden einer allmählichen Erhöhung der Kalziumkonzentration (pCa) ausgesetzt und die entsprechende Kraft wird gemessen und aufgezeichnet.

Ergebnisse: 1.) Die pCa-Kraftentwicklung war bei Fasern mit MPS (p max 2,2 ± 0,1 mN) signifikant geringer als bei Fasern mit MS (3,4 ± 0,7 mN, p 0,03) oder MR (4,6 ± 0,9 mN, p 0,04). 2.) Die pCa-Kraftwerte von Fasern mit Mitralklappenstenose und -regurgitation unterschieden sich bei einzelnen Calciumkonzentrationsschritten untereinander nicht signifikant (p 0,3). 3.) Fasern mit MR entwickelten bei fast allen Calciumkonzentrationsschritten signifikant mehr Kraft als solche mit MPS (p 0,02). 4.) Fasern mit MS entwickelten nur einmal signifikant mehr Kraft im Vergleich zu MPS-Fasern: pCa 5,5: 1,6 mN vs. 0,3 mN, p 0,02. 5.) Die Kalziumsensitivität ist bei Patienten mit MPS und MR ähnlich (pCa 4,5), bei Patienten mit MS jedoch unterschiedlich (pCa 5).

Schlussfolgerung: Patienten mit MPS entwickeln bei ähnlichen Kalziumkonzentrationen deutlich weniger Kraft als Patienten mit einer Mitralklappenstenose oder -insuffizienz. Wir vermuten, dass eine Beeinträchtigung des kontraktilen Apparats durch die Ansammlung von GAGs zu einer frühzeitig einsetzenden linksventrikulären Hypertrophie und einer diastolischen Dysfunktion führt, die die ventrikuläre Füllung begrenzt. Dies steht im Gegensatz zu Patienten mit Mitralklappeninsuffizienz mit Volumenüberlastung aufgrund eines unvollständigen Klappenschlusses.