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Eine negative Energiebilanz über längere Zeit geht bei kritisch kranken Patienten mit einer erhöhten Komplikationsrate und einer verschlechterten Prognose einher. Durch eine fehlende Nutzung des Darms kommt es unter anderem zum Verlust der Darmintegrität, zu bakterieller Translokation und erhöhten Infektionsraten. Die Leitlinien empfehlen, eine enterale Ernährung im Falle von fehlenden Kontraindikationen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Aufnahme des Patienten auf Intensivstation zu beginnen. Jedoch werden die Leitlinien, wie auch auf der internistischen Intensivstation der Universitätsmedizin Greifswald, trotz vorliegendem Ernährungsprotokoll, oft nur unzureichend vom ärztlichen Personal in die Praxis umgesetzt. Hieraus resultieren ein verzögerter Start der enteralen Ernährung und ein mangelhafter enteraler Kostaufbau. Es konnte für verschiedene Bereiche gezeigt werden, dass Pflegepersonal ärztlich delegierbare Aufgaben erfolgreich übernehmen kann. Die vorliegende Dissertation untersuchte durch eine Vorher-/Nachher-Analyse den Effekt der Delegierung der initialen enteralen Ernährungstherapie auf das Pflegepersonal. Es wurde nach ausführlicher Schulung und Modifikation des bestehenden Ernährungsprotokolls die Verantwortlichkeit für den Start und den nachfolgenden Kostaufbau auf die Schwestern und Pfleger übertragen.
Es wurde die Kontrollgruppe (101 Patienten) vor der Intervention verglichen mit der Interventionsgruppe (97 Patienten) nach der Intervention. Es konnte eine signifikante Verbesserung des Ernährungsstarts erreicht werden. Nach Durchführung der Intervention wurden Patienten innerhalb von 21 Stunden nach Aufnahme auf die Intensivstation enteral ernährt und es wurde bei nur einem Prozent der Patienten der Beginn der enteralen Ernährung versäumt. Zuvor wurden Patienten erst innerhalb der ersten 42 Stunden enteral ernährt und der Ernährungsstart wurde bei 27% der Patienten versäumt. Der plangemäße Kostaufbau wurde durch das Pflegepersonal nach Einführung der Intervention verbessert und es wurden signifikant mehr Kilokalorien verabreicht als vorher (kumulative durchschnittliche Kilokalorienmenge vorher 1298 ± 1542 und nachher 4002 ± 3240 Kilokalorien). Durch eine Befragung des Pflegepersonals konnte evaluiert werden, dass das enterale Ernährungsprotokoll im Stationsalltag eine anerkannte Richtlinie und Hilfe bei der Ernährungstherapie darstellt und es durch die neue zusätzliche Aufgabe zu keinem Mehraufwand auf Kosten anderer Pflegemaßnahmen kommt. Die Outcome-Parameter waren zwischen beiden Gruppen zumeist nicht signifikant unterschiedlich.
Zusammenfassend konnte durch die Delegierung der initialen enteralen Ernährung an das Pflegepersonal mittels eines Protokolls eine Qualitätsverbesserung der Ernährungstherapie auf der internistischen Intensivstation erreicht werden.
Die chronische Herzinsuffizienz ist aktuell eine der häufigsten Todesursachen in Deutschland und verursacht jährlich Gesamtkosten von ca. 3,2 Millionen Euro (Stand: 2008, Quelle: Statistisches Bundesamt). Eine kausale Therapie existiert bisher nicht und viele Patienten lassen sich auf Grund mangelnder Compliance oder starker Progredienz der Erkrankung nur schwer therapieren. Adulte kardiale Progenitorzellen sind erstmals vor ca. 15 Jahren beschrieben worden und stehen seitdem im Mittelpunkt vieler Untersuchungen. Progenitorzellen, die durch das Vorhandensein des Oberflächenmarkers Sca-1+ charakterisiert sind, wird zugeschrieben, dass sie in der Lage sind, unter anderem zu Kardiomyozyten zu differenzieren. Sca-1+ Zellen sind zusätzlich zur Synthese parakriner Faktoren fähig, die u.a. mit der Hemmung von Apoptose, Fibrose, kardialem Remodeling und einer Stimulation der Angiogenese in Verbindung gebracht werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, wie sich die Gabe des Sekretoms von Sca-1+ und Sca-1- Zellen auf die Progression der HI auswirkt und welchen Einfluss das Herzinsuffizienz-milieu auf die parakrinen Effekte der Zellen hat.
Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurde ein transgenes Herzinsuffizienzmodell der Maus, das Cyclin T1/Gαq Modell, genutzt. Das Herz der 5 Wochen alten Versuchstiere wurde an Tag 0 mit Hilfe eines Kleintier-MRTs untersucht. An Tag 1 erhielten die Mäuse das Sekretom unbehandelter oder aldosteronvorbehandelter Sca-1+ oder Sca-1- Zellen. Die abschließende MRT-Untersuchung fand am 14. Tag statt, um die Änderung der kardialen Parameter während des Untersuchungszeitraumes zu bestimmen. Zur Beurteilung wurden dabei die linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF), das endsystolische Volumen (ESV), das enddiastolische Volumen (EDV), die linksventrikuläre Masse (LVM) und das fractional shortening (FS) herangezogen. Anschließend wurden anhand der extrahierten Herzen und des gewonnenen Plasmas qRT-PCR-, ELISA- und Zytokinuntersuchungen durchgeführt.
Das Sekretom aldosteronvorbehandelter Sca-1+ Zellen wies während des untersuchten Zeitraumes eine signifikant geringere Verschlechterung der LVEF und des LVFS im Vergleich zu den unbehandelten Tieren auf. Die qRT-PCR Untersuchungen zeigten, dass sowohl die Tiere, die das Sekretom von Sca-1+ Zellen, als auch die Gruppe, die das Sekretom von Sca-1- Zellen erhalten hatte eine signifikant niedrigere Expression fibroseassoziierter Proteine im Vergleich zu unbehandelten Versuchstieren aufwiesen. Anhand der ELISA-Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass die Sekretomtherapie, unabhängig von dem verwendeten Zelltyp, bei allen Therapiegruppen zu einer signifikanten Senkung des N-terminalen Propeptid BNP (NT-proBNP) und zur Steigerung der Galektin-1-Plasmakonzentration führt.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das Sekretom von Sca-1+ und Sca-1- Zellen einen positiven Effekt auf den Krankheitsverlauf herzinsuffizienter Mäuse hat. Die Steigerung der EF und FS, die Senkung der NT-proBNP Plasmakonzentration, die Steigerung der Galektin-1 Plasmakonzentration und die Senkung fibroseassoziierter Proteine deuten auf einen kardioprotektiven Effekt des Sekretoms beider Zellreihen hin. Somit sind möglicherweise verschiedene kardiale Zellpopulationen in der Lage, nach einer Schädigung des Herzens über parakrine Mechanismen protektiv wirksam zu sein. Welche langfristigen Effekte die Sekretomtherapie hat und ob sich dadurch eine Mortalitätsreduktion und ein verbesserter Outcome erreichen lässt, muss mittels weiterer Untersuchungen geklärt werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden neben dem Herzinsuffizienzmarker NT-proBNP die TLR4 Korezeptoren CD14 und LBP sowie die TLR4 Aktivatoren HMGB1 und LPS, hinsichtlich ihrer Assoziation mit dem Sterblichkeitsrisiko in DCM Patienten untersucht. Dabei konnte erstmals gezeigt dass, HMGB1 mit einer gesteigerten Sterblichkeit bei DCM Patienten assoziiert ist.
Aufgrund methodischer Einschränkungen, die mit der geringen Stichprobengröße und der Tatsache zusammenhängen, dass nur die Gesamtmortalität als Ergebnis ausgewertet werden konnte, war die Entwicklung eines umfassenden Vorhersagemodells als potenzieller klinischer Score unter Einbeziehung von HMGB1 bei DCM-Patienten nicht möglich.
Ein kausaler Zusammenhang zwischen erhöhten HMGB1-Spiegeln und TLR4-Aktivierung wurde nicht direkt untersucht. Auf der Grundlage der vorliegenden Daten und in Anbetracht der Tatsache, dass die angeborene Immunität eine Rolle bei der Pathogenese der Herzinsuffizienz spielt, ist es denkbar, dass HMGB1 auch eine Rolle bei der Pathogenese der DCM spielt.
Um zu untersuchen, ob die Quantifizierung von HMGB1 die Risikostratifizierung von DCM-Patienten im Hinblick auf die Vorhersage des Krankheitsverlaufs und verfeinerter Endpunkte wie HF-Hospitalisierung oder kardiovaskuläre Mortalität verbessert, sind weitere prospektive Studien mit größeren DCM-Kohorten erforderlich.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören heute zu den Hauptursachen für Tod und Invalidität in den Industrie- und Entwicklungsländern. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation betrug die Zahl der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Todesfälle im Jahr 2016 17,9 Millionen. Das umfasst mehr als 31 % aller weltweiten Todesfälle, die zu 85 % auf einen Herzinfarkt bzw. Schlaganfall zurückzuführen sind.
Für das Outcome der Patienten nach einem Myokardinfarkt ist die Größe der Infarktnarbe von prognostischer Bedeutung. Nach therapeutischer Rekanalisation des betroffenen Herzkranzgefäßes entsteht durch diesen aktiven Prozess eine Myokardnarbe. Durch Perfusionsmanöver oder die Gabe verschiedener Pharmaka, vor wie nach einem Infarkt, lässt sich die Ausprägung der Narbe beeinflussen und die Größe der Narbe reduzieren. Vorangegangene Arbeiten haben gezeigt, dass die Gabe eines PDE-5-Inhibitors zu einem intrazellulären Anstieg des cGMP-Levels und zum Myokardschutz führt.
Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle des second Messengers cGMP in der postulierten Signalkaskade der Postkonditionierung weiter zu untersuchen. Dazu kamen zwei Verfahren zur Modulierung des cGMP Spiegels nach einem Myokardinfarkt zur Anwendung: zum einen die gezielte Steigerung der Synthese von cGMP und zum anderen die Inhibition eines möglichen Auswärtstransports des Moleküls via ABC-Transporter.
In ex-vivo perfundierten Rattenherzen konnte gezeigt werden, dass BAY 58-2667 im hohen Maße protektierend auf das ischämische Herz wirkt, wenn es direkt vor der Reperfusion verabreicht wird. Dieser Schutz ist unabhängig von NO, steht jedoch in Abhängigkeit von zwei weiteren Elementen der untersuchten Signalkaskade, der PKG und dem mKATP-Kanal. Die Infusion von BAY 58-2667 führte zur Erhöhung der intrazellulären cGMP Level im kardialen Gewebe und ist darüber hinaus mit einem akzeptablen hämodynamischen Profil verbunden.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Modulation der intrazellulären cGMP Konzentration durch Supression entsprechender Auswärtstransporter. Durch den Einsatz einer speziellen siRNA-Technologie sollte deren Expression inhibiert werden. Die spezifisch gegen ABCC 4 und 5 gerichteten siRNAs wurden durch einen retroviralen Vektor in die Zellen eingebracht, was eine effektive Suppression des Proteins auf mRNA-und Proteinebene zur Folge hatte. Dabei zeigte das Ergebnis auf, dass die retrovirale Transfektion von siRNA eine geeignete Möglichkeit zur gezielten Ausschaltung von ABCC 4 und 5 sein kann.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern wichtige mögliche Ansatzpunkte für die pharmakologische Behandlung von Patienten mit einem akuten Myokardinfarkt. Die gezielte Steuerung des cGMP Spiegels deutet ein großes klinisches Potential an. Der Einsatz von BAY 58-2667 erwies sich im Hinblick auf die Limitierung der Infarktgröße in der Reperfusion im Menschen als vielversprechend.
Die linksventrikuläre Herzhypertrophie ist ein zentraler Vorhersageparameter für das Auftreten kardiovaskulärer Ereignisse. Durch eine permanent gesteigerte Belastung des Herzens kommt es dabei auf zellulärer Ebene zu Umbauprozessen, die mit einer Hypertrophie der einzelnen Kardiomyozyten einhergehen. An der prohypertrophen Signaltransduktion sind zahlreiche Signalwege beteiligt, deren jeweilige Bedeutung und Interaktion untereinander noch nicht ausreichend untersucht ist. Seit einiger Zeit ist bekannt, dass auch das Wnt-Signalling im adulten Herzen bei Schädigung reaktiviert werden kann. Auch wenn die Beteiligung vieler Mediatoren des Wnt-Signallings für die Hypertrophieentstehung bereits gezeigt werden konnte, ist es aufgrund der Interaktionen der verschiedenen Signalwege notwendig, den Effekt der Wnt-Proteine auf die Kardiomyozyten direkt nachzuweisen. Da sowohl eigene Voruntersuchungen als auch viele In-vivo-Studien an Mäusen des Stammes C57/BL6 durchgeführt wurden, sollten in dieser Arbeit die Wirkungen verschiedener Wnt-Proteine hinsichtlich Hypertrophie und Zellsignalling auf isolierte murine neonatale Kardiomyozyten untersucht werden. Dazu wurden zunächst der Isolationsprozess dieser Primärzellen etabliert und optimale Kultur- und Stimulationsprotokolle bestimmt. Anschließend wurde das Ausmaß der zellulären Hypertrophie immunfluoreszenzmikroskopisch mittels myozytenspezifischer Anfärbung von α-Actinin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Isolation und Kultivierung der neonatalen Kardiomyozyten im Gewebeverband über eine längere Versuchsdauer von bis zu sieben Tagen möglich ist. Die Zellen waren reproduzierbar vital und wiesen stabil kontraktile Eigenschaften auf. Zusätzlich wurde nachgewiesen, dass diese Zellen bei Stimulation mit dem Wnt-Protein Wnt3A im Mangelmedium Panserin mit einer konzentrationsabhängigen Hypertrophie antworten, die dem bekannten prohypertrophen Stimulus Endothelin-1 sogar überlegen ist.
Ein zweiter Teil der Arbeit beschäftigte sich mit spezifischen Signalwegen, die von verschiedenen Wnt-Proteinen angesprochen werden können. Dabei wurden sowohl Veränderungen von Kinaseaktivitäten wie der AKT und der GSK-3β als auch Proteinakkumulationen wie die von β-Catenin untersucht. Auch Kerntranslokationen der Transkriptionsfaktoren β-Catenin und NFAT c1 – c4 wurden überprüft. Leider konnten an den neonatalen Mauskardiomyozyten keine Wnt-induzierten Veränderungen von Enzymaktivitäten bzw. veränderte Lokalisierungen einzelner Transkriptionsfaktoren nachgewiesen werden. Einzig ein detektierbarer Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentrationen, der aber gegenüber unstimulierten Zellen keine Signifikanz erreichte, könnte auf eine mögliche Beteiligung des Wnt/Ca2+-Weges hindeuten.