Herzinsuffizienz

Menschen mit Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion könnten künftig genauer danach unterschieden werden, welche Veränderungen des Herzmuskels ihrer Erkrankung zugrunde liegen. Die DZHK-Studie DECIPHER HFpEF zeigt, dass spezielle MRT-Verfahren solche Unterschiede erfassen können. Das könnte langfristig helfen, Therapien gezielter auszuwählen.

Bei einer Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF) ist die Pumpkraft des Herzens weitgehend erhalten. Trotzdem kann sich das Herz nicht ausreichend mit Blut füllen. Eine multizentrische Studie des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) zeigt nun: Mithilfe spezieller MRT-Verfahren lassen sich Veränderungen des Herzmuskelgewebes erfassen, die mit unterschiedlichen Mechanismen der gestörten Herzfüllung zusammenhängen. Die Ergebnisse der DECIPHER-HFpEF-Studie wurden im JACC: Cardiovascular Imaging veröffentlicht.

HFpEF ist eine komplexe Form der Herzinsuffizienz. Für die Diagnose spielt ein erhöhter Füllungsdruck in der linken Herzkammer eine wichtige Rolle. Dieser zeigt jedoch zunächst nur, dass die Füllung des Herzens beeinträchtigt ist. Welche Mechanismen dafür verantwortlich sind, lässt sich daraus nicht unmittelbar ableiten.

Eine diastolische Funktionsstörung kann beispielsweise dadurch entstehen, dass sich der Herzmuskel nach einem Herzschlag nicht ausreichend entspannt. Eine andere Ursache ist eine erhöhte passive Steifigkeit des Herzmuskels. Beide Mechanismen können zu einem erhöhten Füllungsdruck führen, könnten aber unterschiedliche therapeutische Ansätze erfordern.

MRT macht Veränderungen im Herzmuskel sichtbar

In der prospektiven DECIPHER-HFpEF-Studie untersuchten Forschende um Prof. Eike Nagel und Prof. Andreas Zeiher vom DZHK-Standort RheinMain und dem Universitätsklinikum Frankfurt an sieben deutschen Zentren Patientinnen und Patienten mit Verdacht auf HFpEF. Sie kombinierten die kardiale Magnetresonanztomografie (CMR) mit einer invasiven Druck-Volumen-Messung des Herzens.

Für die aktuelle Analyse standen Daten von 52 Patientinnen und Patienten mit invasiv bestätigter HFpEF zur Verfügung. Zum Vergleich wurden 32 alters- und geschlechtsangepasste Kontrollpersonen sowie 18 gesunde Freiwillige untersucht.

Im MRT setzten die Forschenden sogenanntes T1- und T2-Mapping ein. Dabei werden für das Herzmuskelgewebe Messwerte erzeugt, die Rückschlüsse auf seine Zusammensetzung ermöglichen. T1-Mapping kann Veränderungen durch vermehrtes Bindegewebe, eine sogenannte Fibrose, sichtbar machen. T2-Mapping reagiert insbesondere auf einen erhöhten Wassergehalt im Gewebe, wie er bei Ödemen und entzündlichen Veränderungen auftreten kann.

Beide Werte waren bei Menschen mit HFpEF deutlich höher als in der Kontrollgruppe. Noch entscheidender war, womit diese Veränderungen zusammenhingen: Die T1-Werte korrelierten vor allem mit der passiven Steifigkeit des Herzens, die T2-Werte mit der beeinträchtigten aktiven Entspannung. Diese Zusammenhänge bestanden auch dann, wenn der Füllungsdruck sowie klinische Faktoren wie Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, Bluthochdruck und Diabetes statistisch berücksichtigt wurden. Mit dem Füllungsdruck selbst zeigten die MRT-Werte dagegen keinen signifikanten Zusammenhang.

„Der Füllungsdruck zeigt uns einen wichtigen Zustand des Herzens, sagt aber noch wenig darüber aus, welcher Mechanismus dahintersteht“, sagt Prof. Eike Nagel vom Universitätsklinikum Frankfurt. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Gewebecharakterisierung im MRT zusätzliche Informationen über die zugrunde liegende diastolische Funktionsstörung liefern kann.“

Auffälligkeiten bereits bei normalem Füllungsdruck in Ruhe

Ein weiterer Teil der Studie liefert Hinweise darauf, dass die MRT-Gewebeparameter auch bei Patientinnen und Patienten relevant sein könnten, deren Füllungsdruck in Ruhe noch nicht erhöht ist.

18 symptomatische Patientinnen und Patienten mit normalem Füllungsdruck in Ruhe absolvierten während der invasiven Untersuchung einen Handgrifftest. Bei zwölf von ihnen stieg der Füllungsdruck unter dieser Belastung auf mindestens 16 mmHg. Je höher bereits in Ruhe die T1- und T2-Werte im MRT waren, desto stärker stieg der Füllungsdruck unter Belastung an.

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die MRT-Gewebecharakterisierung Veränderungen abbildet, die durch eine einzelne Messung des Füllungsdrucks in Ruhe nicht vollständig erfasst werden.

Langfristig könnte die MRT-Gewebecharakterisierung dazu beitragen, die sehr unterschiedliche Erkrankung HFpEF genauer zu charakterisieren. Bevor sich daraus eine klinische Einteilung oder Therapieentscheidung ableiten lässt, sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich. Insbesondere muss geprüft werden, ob die im MRT erfassten Unterschiede auch unterschiedliche Therapieantworten vorhersagen können. Die Autoren betonen ausdrücklich, dass aus der aktuellen Studie noch keine klinische Anwendung abgeleitet werden kann.

MaAB - Ansprechpartner:

Prof. Dr. Eike Nagel, Institut für Experimentelle und Translationale Kardiovaskuläre Bildgebung, Goethe-Universität Frankfurt, eike.nagel@cardiac-imaging.org

Originalpublikation:

Nagel E, Wenzel P, Seidler T, et al. Myocardial Tissue Characterization by CMR Captures Mechanistic Severity Beyond Filling Pressure in HFpEF: The Multicenter DECIPHER HFpEF Study. JACC Cardiovasc Imaging. https://doi.org/10.1016/j.jcmg.2026.07.012

Zusammenspiel von Herzmuskel

Forschende der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Herzmuskel- und sympathischen Nervenzellen bei einer erblichen Herzrhythmuserkrankung gewonnen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Herzklopfen bei Aufregung, ein schneller Puls beim Sport oder ein pochendes Herz in Stresssituationen: Der Herzschlag passt sich ständig an unsere Umgebung und Situation an. Damit das Herz regelmäßig schlägt, müssen elektrische Signale im Herzmuskel präzise aufeinander abgestimmt sein. Bei manchen Menschen ist dieser Ablauf aufgrund einer genetischen Veränderung gestört: Der Herzmuskel braucht nach jedem Herzschlag länger, um sich elektrisch wieder zu stabilisieren. In Stresssituationen können dadurch gefährliche Herzrhythmusstörungen ausgelöst werden. Eine solche Erkrankung ist das sogenannte Long-QT-Syndrom Typ 2 (LQT2). Ein Forschungsteam der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) hat nun gezeigt: Beim LQT2 sind nicht nur die Herzmuskelzellen elektrisch verändert, auch sympathische Nervenzellen, die den Herzschlag unter anderem bei körperlicher oder emotionaler Belastung beschleunigen, können übererregt sein. Ihre Aktivität kann die Anfälligkeit des Herzens für Rhythmusstörungen zusätzlich erhöhen. Geleitet wurde das Forschungsteam von Dr. Maria-Patapia Zafeiriou, die seit Juni 2026 die Else Kröner Professur für Disease Modeling an der UMG innehat, mit Unterstützung von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der UMG. Erstautoren der Studie sind Dr. Lennart Valentin Schneider, ehemaliger Doktorand, und Dr. Michael Gani Setya, Doktorand im Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UMG. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Originalpublikation: Schneider LV et al. Innervated human cardiac muscle model reveals sympathetic drivers of KCNH2-associated arrhythmias. Nature Communications (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-76956-9 Die Studie im Detail Beim Long-QT-Syndrom ist die elektrische Erholung des Herzmuskels nach jedem Herzschlag verlängert, wodurch das Risiko für Herzrhythmusstörungen steigt. Die Erkrankung kann verschiedene genetische Ursachen haben. Beim Typ 2 (LQT2) ist ein Kaliumkanal gestört, der dazu beiträgt, die elektrische Erregung der Herzmuskelzellen zu beenden. Veränderungen an solchen Kanälen können auch die Funktion von Nervenzellen beeinträchtigen und beispielsweise epileptische Anfälle begünstigen. Während bekannt ist, wie sich die genetische Veränderung auf den Herzmuskel auswirkt, war bislang unklar, welchen Einfluss sie auf autonome Nervenzellen hat, die unter anderem den Herzschlag steuern. Da emotionale Belastung bei LQT2 Herzrhythmusstörungen auslösen kann, untersuchten die Forschenden, ob auch die Nervenzellen, die das Herz bei Stress aktivieren, zu deren Entstehung beitragen. Herz- und Nervenzellen im Modell Um diese Frage zu untersuchen, entwickelten die Forschenden um Dr. Schneider ein menschliches 3D-Modell, in dem Herzmuskel- und sympathische Nervenzellen miteinander verbunden sind. Dafür stellten sie beide Zelltypen aus menschlichen Stammzellen her und entwickelten daraus dreidimensionale Gewebe. Die Nervenzellen bildeten feine Nervenfasern, die in das Herzmuskelgewebe hineinwuchsen und dort Kontakt zu den Herzmuskelzellen aufnahmen. Dass diese Verbindung funktionierte, konnten die Forschenden ebenfalls nachweisen: Wurden die Nervenzellen gezielt mit Licht aktiviert, veränderte sich die Schlagfrequenz des Herzgewebes. Anschließend untersuchten die Forschenden Herzmuskel- und Nervenzellen mit veränderten Kaliumkanälen. Dabei zeigte sich, dass die sympathischen Nervenzellen eine erhöhte elektrische Erregbarkeit aufwiesen. Auch in Kombination mit gesunden Herzmuskelzellen konnten sie die elektrische Stabilität des Herzgewebes beeinträchtigen. Diese Ergebnisse zeigen, dass krankhaft veränderte Nervenzellen selbst zur Entstehung von Herzrhythmusstörungen beitragen können. Einfluss von Medikamenten auf die elektrische Aktivität Der Betablocker Propranolol konnte die durch die Aktivierung der Nervenzellen ausgelösten Fehlaktivitäten nicht verhindern. Der Wirkstoff Mexiletin hingegen reduzierte sie. Er blockiert Natriumkanäle und beeinflusst dadurch die elektrische Erregbarkeit von Herzmuskel- und Nervenzellen. Betablocker gehören zur Standardtherapie des Long-QT-Syndroms Typ 2. Allerdings bieten sie nicht allen Betroffenen einen ausreichenden Schutz vor Herzrhythmusstörungen. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf weitere Mechanismen, die bei LQT2 eine Rolle spielen könnten. Ob sich daraus neue therapeutische Ansätze ergeben, muss in weiteren Untersuchungen geprüft werden. „Die Ergebnisse liefern einen möglichen Hinweis darauf, dass bei Herzrhythmusstörungen aufgrund veränderter Kaliumkanäle nicht nur der Herzmuskel, sondern auch die elektrische Erregbarkeit der Nervenzellen berücksichtigt werden sollte“, sagt Prof. Zafeiriou. Neues Modell für die Herzforschung Das neue Modell ermöglicht es, Herzmuskel und Nervenzellen gemeinsam zu untersuchen und gezielt miteinander zu kombinieren. So können die Forschenden unterscheiden, welchen Beitrag veränderte Herzmuskelzellen und veränderte Nervenzellen zur Entstehung von Herzrhythmusstörungen leisten. „Das Modell könnte künftig dazu beitragen, das Zusammenspiel von Herz und Nervensystem bei weiteren Erkrankungen besser zu verstehen und neue Wirkstoffe in einem menschlichen Gewebemodell zu untersuchen“, sagt Prof. Zafeiriou. Bildunterschrift - Bild 1: Herzmuskelgewebe mit Nervenverbindungen im 3D-Modell: Die linke Aufnahme zeigt das gesamte Gewebe mit Nervenfasern (grün), Herzmuskelzellen (rot), sympathischen Nervenzellen (grau) und Zellkernen (blau). In der mittleren Aufnahme sind Nervenfasern (grün) und Bereiche, die auf Kontaktstellen zwischen Nervenzellen und Herzmuskelzellen hinweisen (rot), zu sehen. Rechts sind diese Kontaktstellen auf der Oberfläche der Herzmuskelzellen vergrößert dargestellt (blaue Pfeilspitzen). MaAB - Medizin am Abend Berlin Fortbildungen VOR ORT Dr. Maria-Patapia Zafeiriou, Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Telefon 0551 / 39-61203, patapia.zafeiriou@med.uni-goettingen.de Originalpublikation: Schneider LV et al. Innervated human cardiac muscle model reveals sympathetic drivers of KCNH2-associated arrhythmias. Nature Communications (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-76956-9