Authors: Kochsiek, N.¹; Bonz, A.¹; Reinerth, G.²; Kayhan, N.²; Hagl, S.²; Vahl, C.-F.²

Source: Zeitschrift für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Volume 18, Number 2, April 2004 , pp. 81-93(13)

Publisher: Springer

Abstract:

Zytokine, wie z. B. Interleukin-1 und Interleukin-6, spielen eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl schwerwiegender Krankheitssituationen wie z. B. der Sepsis, Herzinsuffizienz oder dem akuten Myokardinfarkt. Obwohl ein negativ inotroper Effekt vom Tumornekrosefaktor-α bereits nachgewiesen werden konnte, sind die Auswirkungen von Interleukinen auf die myokardiale Kontraktilität und die zugrunde liegende Pathophysiologie noch nicht vollständig aufgedeckt. Ziel der vorliegenden Studie war es daher am intakten, isolierten humanen Myokard den Einfluss von Interleukin-1 und Interleukin-6 auf das Kontraktionsverhalten und den intrazellulären Calciumtransienten näher zu untersuchen.

Muskelfaserpräparate (0,8 × 5,0 mm) wurden von Herzohren von 10 Patienten, die eine Klappenersatz- oder Bypassoperation erhielten, entnommen. Diese wurden mit dem Calciumindikator Fura-2/AM geladen, auf optimale Länge vorgedehnt (Lmax) und elektrisch stimuliert (1Hz, 37 °C, oxygenierte Krebs-Henseleit-Lösung). Bei unterschiedlichen Konzentrationen von Interleukin-1 (14, 28, 56 pg/ml) und Interleukin-6 (28, 56, 112 pg/ml) wurden das isotone und isometrische Kontraktionsverhalten sowie der intracelluläre Calciumtransient analysiert.

1) Unter Interleukin-1 entwickelt sich eine dosisabhängige, nicht reversible Abnahme sowohl der Verkürzungsamplitude, der isometrischen Kontraktion wie auch des intracellulären Calciumtransienten. 2) Unter Interleukin- 6 kommt es ebenfalls zu einer dosisabhängigen signifikanten Reduktion der isotonen Kontraktionsamplitude sowie zu einer signifikanten dosisabhängigen Abnahme des intracellulären Calciumtransienten. 3) Im Gegensatz zu Interleukin-1 sind die beobachteten Alterationen bei Interleukin-6 nach Auswaschen mit neutraler Lösung nahezu vollständig reversibel.

Es konnte am isolierten humanen Myokard gezeigt werden, dass es nach Applikation der Zytokine Interleukin-1 und Interleukin-6 zu einer dosisabhängigen Abnahme der Verkürzungsfähigkeit des isolierten Muskelpräparates und Reduktion der Amplitude des intrazellulären Calciumtransienten kommt. Nach Ausspülen der Zytokine waren die beobachteten Alterationen bei Interleukin-6 im Gegensatz zu Interleukin-1 reversibel. Die Experimente geben Hinweise darauf, dass die proinflammatorischen Zytokine Interleukin-1 und Interleukin-6 mit unterschiedlicher Reversibilität direkt in die elektromechanische Kopplung des menschlichen Myokards eingreifen.

Keywords: Interleukin-1; Interleukin-6; negative Inotropie; Myokard; Interleukin-1; interleukin-6; negative inotropic effect; myocardium

Document Type: Research article

DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00398-004-0442-4

Affiliations: 1: Medizinische Universitätsklinik Würzburg, Klinikum der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität, Abt. für Kardiologie, Josef-Schneider-Str. 2, 97080, Würzburg, 2: Chirurgische Universitätsklinik Heidelberg, Abteilung für Herzchirurgie, Im Neuenheimer Feld 110, 69120, Heidelberg,

Publication date: 2004-04-01

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