ISSN:
0930-9225
Keywords:
Schlüsselwörter Ischämische Kardiomyopathie –¶linksventrikuläres Myokard – Calcium – FURA-2
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Key words Ischemic cardiomyopathy – left ventricular myocardium –¶calcium – FURA-2
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Medicine
Description / Table of Contents:
Summary Objective: In ischemic cardiomyopathy (ICM) alterations of the phenotype of myocyte are responsible for critical changes in the intracellular Ca2+-handling. These changes can substantially influence myocardial performance and favor ventricular arrhythmia. Therefore, we investigated whether and how changes in preload, afterload and frequency effect contractility, diastolic Ca2+-handling and resting tension in isolated human myocardium from patients with ICM.¶ Methods: Small muscle strip preparations (0.5×5.0mm) were obtained from non-failing (NDH, n=11) and from non-infarcted areas of failing human hearts (ICM, n=8). Preparations were loaded with the Ca2+-indicator FURA-2 and mounted between a force transducer and servomotor (organ bath: 37°C, oxygenated KHS). The influence of stimulation frequency (0.5–3Hz), preload (0.8–1.5L/Lmax) and afterload on force, passive resting tension and diastolic Ca2+-handling was measured.¶ Results: 1) In NDH, peak isometric force was observed at 2Hz. In contrast, the ICM-myocardium developed maximum isometric force at 1Hz. At higher stimulation rates twitch tension was significantly reduced in ICM (p〈0.0001). 2) Diastolic Ca2+-levels were elevated (p〈0.0001) at higher stimulation frequencies (〉1.5Hz), associated with parallel increase of diastolic resting tension in ICM (p〈0.0001). 3) With increasing preload, force increased in NDH- and in ICM-myocardium. No significant difference in active force generation was observed (n.s.). 4) Passive resting tension was considerably elevated in ICM (p〈0.0001). 5) During shortening, diastolic Ca2+-levels were significantly elevated in ICM (p〈0.0001).¶ Conclusions: The function of the Frank-Starling-Mechanism is maintained in ICM, whereas a negative force-frequency relationship and a disturbed diastolic Ca2+-homeostasis, which is associated with alterations in resting tension, may contribute to the impairment of myocardial performance in end-stage ischemic cardiomyopathy.
Notes:
Zusammenfassung Bei dem Krankheitsbild der ischämischen Kardiomyopathie (ICM) kommt es zu Phänotypenveränderungen der Myozyten, die zu kritischen Veränderungen der intrazellulären Ca2+-Homöostase führen können. Diese Veränderungen können die Kontraktilität des Herzens maßgeblich beeinflussen und Rhythmusstörungen begünstigen. Am Modell des isolierten menschlichen Myokards prüft die vorliegende Untersuchung Kontraktionsverhalten, diastolischen Ca2+-Haushalt und Ruhekraft unter dem Einfluß der Vorlast, der Nachlast und der Frequenz.¶ Methoden: Muskelfaserpräparate (0,5×5,0mm) wurden aus der infarktfreien Zone linksventrikulären Myokards aus ICM-Empfängerherzen (n=8) und aus normalen Spenderherzen (n=11) exzidiert, mit dem Calciumindikator FURA-2 geladen, auf optimale Länge (Lmax) vorgedehnt und elektrisch stimuliert (1Hz, 37°C, oxygenierte Krebs-Henseleit-Lösung). In Abhängigkeit der Vorlast (0,8–1,05L/Lmax), der Nachlast (Verkürzung gegen eine definierte Kraft) und der Frequenz (0,5–3Hz) wurden die aktive Kraftentwicklung, die passive Ruhespannung und intrazelluläre Calciumtransienten unter isometrischen und isotonen Bedingungen gemessen.¶ Ergebnisse: 1) NSH entwickelt die maximale Kraftamplitude bei 2Hz, ICM hingegen bereits bei 1Hz. Höhere Frequenzen führen bei ICM zu einem signifikanten Abfall der Kraft (p〈0,0001). 2) Diastolische Calciumkonzentrationen und Ruhespannungen sind bei Frequenzen 〉1,5Hz bei ICM signifikant erhöht (p〈0,0001). 3) Die Erhöhung der Vorlast führt bei NSH und bei ICM zu ähnlichen Kraftanstiegen (n.s.). 4) Die passive Ruhedehnungskurve ist bei ICM signifikant steiler (p〈0,0001). 5) Eine reduzierte Nachlast führt bei ICM zu einer massiven Calciumüberladung des Cytosols (p〈0,0001).¶ Schlußfolgerung: Im Endstadium der ischämischen Kardiomyopathie bleibt in primär infarktfreien Myokardbezirken die Funktion des Frank-Starling-Mechanismus erhalten. Eine invertierte Kraft-Frequenz-Beziehung und Störungen der diastolischen Ca2+-Homöostase, die mit Veränderungen der passiven Ruhespannung verbunden sind, könnten jedoch nach den vorliegenden Befunden für das gestörte Kontraktionsverhalten des Herzens bei ICM von entscheidender Bedeutung sein.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s003980050090
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