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Professor Johannes Keller: Emotionalen Tränen und basale Tränen und Reflextränen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Was bringt uns zum Weinen? 

Fünf Gründe für emotionale Tränen identifiziert

Der Mensch ist wohl das einzige Lebewesen, das aufgrund von Gefühlen weinen kann. 

In einer Studie haben Psychologinnen und Psychologen unter anderem von der Universität Ulm untersucht, warum dies so ist. 

Die Forschenden konnten thematische Auslöser identifizieren, die uns zu Tränen rühren. 

Dazu gehören beispielsweise Einsamkeit oder Überforderung.

Weshalb weinen Menschen aus Freude oder Angst? 

Psychologinnen und Psychologen der Universitäten Ulm und Sussex haben in mehreren Studien untersucht, warum wir in bestimmten Situationen weinen. Anhand von insgesamt über eintausend Berichten erwachsener Personen konnten die Forschenden eine Reihe thematischer Auslöser identifizieren, die häufig mit emotionalen Tränen assoziiert sind. 

Dazu zählen die Kategorien Einsamkeit, Machtlosigkeit, Überforderung, Harmonie und Medienkonsum. Erschienen ist die Arbeit zu den fünf Gründen des Weinens im Journal „Motivation and Emotion“.

  • Der Mensch ist wahrscheinlich das einzige Lebewesen, das in der Lage ist, emotionale Tränen zu vergießen, das heißt aufgrund von Gefühlen zu weinen. 
  • Dazu zählen Freudentränen oder Tränen aus Trauer, Angst oder Wut. 

Neben den untersuchten emotionalen Tränen existieren auch basale Tränen, die das Auge stets feucht halten und schützen. 

Die dritte Art sind Reflextränen, die beispielsweise bei Kälte, Wind oder beim Zwiebelschneiden auftreten. 

Laut einer neuen Untersuchung von Forschenden der Universität Ulm und der University of Sussex in Brighton, Großbritannien, lassen sich die meisten Episoden, in denen Erwachsene aus emotionalen Gründen weinen, zuverlässig einer von fünf Kategorien zuordnen. 

Dazu zählen Einsamkeit, Machtlosigkeit, Überforderung, Harmonie und Medienkonsum.

Der Einteilung in diese Kategorien liegt die Überlegung zugrunde, dass emotionale Tränen immer dann auftreten, wenn psychologische Grundbedürfnisse entweder verletzt oder sehr intensiv befriedigt werden. „Ähnlich wie bei biologischen Grundbedürfnissen, wie Schlaf oder Essen, geht man davon aus, dass die Frustration oder die Befriedigung dieser psychologischen Faktoren unser subjektives Wohlbefinden beeinflussen“, erklärt Erstautor Michael Barthelmäs, inzwischen Postdoc in der Abteilung Sozialpsychologie der Universität Ulm.

Als zentrale psychologische Grundbedürfnisse haben sich in der Forschung die Bedürfnisse nach „Nähe“ (sich verbunden fühlen), „Autonomie“ (Dinge beeinflussen können) und „Kompetenz“ (etwas erfolgreich ausführen können) etabliert. Wie erwartet, zeichnete sich in der Studie „Einsamkeit“ insbesondere durch eine erlebte Frustration des Bedürfnisses nach Nähe aus. Dieser Kategorie wurden Tränen aus Liebeskummer oder aufgrund von Heimweh zugeordnet. Tränen der Kategorie „Harmonie“ waren hingegen durch eine intensive Befriedigung des Bedürfnisses nach Nähe gekennzeichnet und traten beispielsweise als Freudentränen bei einer Hochzeitsfeier auf. Ein Beispiel für „Machtlosigkeit“ waren Tränen in Reaktion auf eine Todesnachricht (Frustration von Autonomie); Tränen der „Überforderung“ wurden häufig im Arbeitskontext berichtet (Frustration von Kompetenz).

Jede vierte beobachtete Episode fiel in die Kategorie „Medienkonsum“, die mehrere Besonderheiten aufweist. Im Vergleich zu den anderen Kategorien ist die weinende Person dabei nur indirekt betroffen und die Tränen treten „stellvertretend“ auf. Der Auslöser ist ein Erlebnis, das der Hauptfigur eines Buches oder Filmes widerfährt, in die sich die Person hineinversetzt. Zudem kann man Tränen bei einem Drama, aber eben auch bei einer Komödie vergießen, in dieser Kategorie können also Freudentränen und Tränen der Traurigkeit fließen.

Insgesamt führten die Forschende drei Studien durch, in denen neben Personen aus der Allgemeinbevölkerung auch Studierende befragt wurden. Der Altersdurchschnitt lag bei 30,3 Jahren; Der Anteil weiblicher Versuchspersonen betrug 64 Prozent. In zwei Studien wurden die Versuchsteilnehmenden in Online-Umfragen gebeten, im Rückblick Auskunft über die letzte Episode zu geben, in der sie emotionale Tränen vergossen hatten. In einer dritten Studie wurden die Teilnehmenden im Rahmen einer 30-tägigen elektronischen Tagebuchstudie einmal täglich via Smartphone zu ihrem Befinden sowie zum Weinen befragt. Es zeichnete sich der Trend ab, dass jüngere Personen im Vergleich zu älteren häufiger aufgrund von Überforderung weinten. Zudem wurden in der Tagebuchstudie weniger Episoden der Machtlosigkeit berichtet, als in den beiden retrospektiven Studien. Es könnte also sein, dass eine Todesnachricht eher mit Weinen verknüpft wird als andere Kategorien. Somit erinnern sich die Studienteilnehmer besser daran und berichten davon häufiger.

Die neuen Untersuchungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Ulm und Sussex schließen eine Lücke in der Erforschung von emotionalen Tränen. Die Einteilung bildet einen wichtigen Grundstein in der weiteren Erforschung des Phänomens emotionale Tränen. „Bislang weiß man relativ wenig darüber, welche Rolle emotionale Tränen bei psychischen Erkrankungen spielen. Außerdem fehlen systematische Erkenntnisse darüber, wie Tränen soziale Interaktionen regulieren. Das heißt, welchen Einfluss Tränen zum Beispiel darauf haben, ob ein Mensch einen anderen unterstützt“, so Professor Johannes Keller, Leiter der Abteilung Sozialpsychologie der Uni Ulm, an der die Studie entstanden ist. Die Identifikation der fünf häufigsten Gründe des Weinens kann dabei helfen, diese Fragen in Zukunft zu beantworten.

Michael Barthelmäs, Erstautor der Studie zu den fünf Gründen des Weinens

 Michael Barthelmäs, Erstautor der Studie zu den fünf Gründen des Weinens Foto: Eugen Bauer

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Michael Barthelmäs, Abteilung Sozialpsychologie Universität Ulm

michael.barthelmaes@uni-ulm.de

Daniela Stang Universität Ulm

Helmholtzstraße 16
89081 Ulm
Deutschland
Baden-Württemberg

Telefon: 0731-50-22020
E-Mail-Adresse: daniela.stang@uni-ulm.de
Originalpublikation:

Barthelmäs, M., Kesberg, R., Hermann, A. et al. Five reasons to cry—FRC: a taxonomy for common antecedents of emotional crying. Motiv Emot (2022)
https://doi.org/10.1007/s11031-022-09938-1


Professor Alfred Nordheim: ischämischen Retinopathie - Missbildungen der Blutgefäße

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wenn glatten Muskelzellen die Kraft fehlt

Team der Universität Tübingen entdeckt an Mäusen, wie es zu Missbildungen der Blutgefäße kommen kann – Neue Einblicke in bestimmte Netzhauterkrankungen des Auges

  • Das Herz pumpt Blut durch das Gefäßsystem und versorgt die Zellen mit Sauerstoff und Energie. 
  • Die Feinregulierung des Blutflusses übernehmen glatte Muskelzellen in den Gefäßen. 

Wenn sie ihre Aufgabe nicht erfüllen können, kann es zu Fehlbildungen und Erweiterungen des Blutgefäßsystems kommen. 

Das hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Alfred Nordheim vom Interfakultären Institut für Zellbiologie der Universität Tübingen gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Tübingen, Münster und dem schwedischen Uppsala im Tierversuch herausgefunden. Die neuen Studienergebnisse, die in der Fachzeitschrift Circulation Research veröffentlicht wurden, ließen sich experimentell auf ein Modell für eine bestimmte Netzhauterkrankung des Auges bei Frühgeborenen übertragen. Hier liefern die Studienergebnisse einen potenziellen Ansatz zu neuen Behandlungsmöglichkeiten.

  • In den arteriellen und venösen Blutgefäßen regeln glatte Muskelzellen durch gezieltes Zusammenziehen und Entspannen, wo mehr und wo weniger Blut hinfließt. 
  • Sie geben dem Gefäßnetzwerk außerdem die nötige Festigkeit, um dem Blutdruck standzuhalten. 

Im Experiment haben Alfred Nord-heim und sein Team in Mäusen das Gen für den sogenannten Serum-Response-Faktor (SRF) inaktiviert, der das Kontraktionsvermögen der Zellen maßgeblich reguliert. „Das führte zu einer deutlichen Erweiterung der Blutgefäße und zu Gefäßmissbildungen“, berichtete Nordheim.

Verminderte Durchblutung

Bei den Missbildungen handele es sich um Direktverbindungen zwischen Arterien und Venen, erklärte der Forscher. „Die Arterien nehmen eine Abkürzung zu den Venen und umgehen dabei kleinste Mikrogefäße. Ähnliche Missbildungen sind auch bei bestimmten seltenen Blutgefäßkrankheiten beim Menschen bekannt. Unser Team konnte zeigen, dass durch solche Abkürzungen das umliegende Gewebe nur noch vermindert durchblutet wird.“ Durch die fehlende Festigkeit der glatten Muskelzellen sei es sogar teilweise zu Brüchen in den Gefäßen gekommen.

Gedankensprung zu einer weiteren Erkrankung

„Das neu gewonnene Wissen brachte uns außerdem auf die Spur einer ganz anderen Erkrankung, der sogenannten ischämischen Retinopathie. 

Das ist eine Netzhauterkrankung des Auges bei Frühgeborenen, die im schlimmsten Fall zur Erblindung führen kann“, berichtet der Erstautor der Studie Dr. Michael Orlich von der Universität Uppsala. 

Durch eine Überreaktion beim Wachstum der Blutgefäße komme es dabei zu krankhaften Veränderungen bestimmter Zellen, der Perizyten. 

„Die krankhaften Perizyten produzieren dabei unter anderem, ähnlich wie die glatten Muskelzellen, kon-traktile Proteine“, erklärt Orlich. „Wir hatten nun erwartet, dass der Serum-Response-Faktor auch hier eine wichtige Rolle spielt. Außerdem nahmen wir anr, dass sich die Symptome der Netzhauterkrankung bessern, wenn die Überreaktion der Perizyten gedämpft wird.“

Seine Annahmen überprüfte das Forschungsteam experimentell an Mäusen, bei denen eine Erkrankung vergleichbar mit der ischämischen Retinopathie ausgelöst wurde.

 „Als wir den Serum-Response-Faktor in den Perizyten dieser Mäuse gezielt ausschalteten, nahmen die Krankheitssymptome ab“, fasst Orlich die Ergebnisse zusammen. 

So habe man einen potenziellen Ansatz für neue Behandlungsmöglichkeiten der ischämischen Retinopathien beim Menschen gewonnen.

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Dr. Michael Orlich
Universität Uppsala, Schweden
Abteilung für Immunologie, Genetik und Pathologie
michael.orlich[at]igp.uu.se

Prof. Dr. Alfred Nordheim
Universität Tübingen
Interfakultäres Institut für Zellbiologie
Telefon +49 7071 29-78897
alfred.nordheim[at]uni-tuebingen.de 

Dr. Karl Guido Rijkhoek Eberhard Karls Universität Tübingen

Wilhelmstr. 5
72074 Tübingen
Deutschland
Baden-Württemberg

Dr. Karl Guido Rijkhoek
Telefon: 07071 / 29 -767 88
E-Mail-Adresse: karl.rijkhoek@uni-tuebingen.de
Originalpublikation:

Michael M. Orlich, Rodrigo Diéguez-Hurtado, Regine Muehlfriedel, Vithiyanjali Sothilingam, Hartwig Wolburg, Cansu Ebru Oender, Pascal Woelffing, Christer Betsholtz, Konstantin Gaengel, Mathias Seeliger, Ralf H. Adams, and Alfred Nordheim: Mural Cell SRF Controls Pericyte Migration, Vessel Patterning and Blood Flow. Circulation Research,
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.122.321109


Prof. Dr. med. Dr. h.c. Diethelm Tschöpe: Kann die Gefäßsteifigkeit bei Diabetes mellitus ein frühes Warnsignal für Arteriosklerose sein?

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Diabetes mellitus Typ 2: Frühzeitig auf Gefäßsteifigkeit achten

Nichtinvasive Diagnostik gibt verlässliche Hinweise auf peripheren Gefäßstatus unabhängig von koronarer Herzerkrankung: 

Dies zeigt eine Forschungsarbeit am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), Bad Oeynhausen (Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum). 

Magdalene Jaeger

Magdalene Jaeger (privat). HDZ NRW

Kann die Gefäßsteifigkeit bei Diabetes mellitus ein frühes Warnsignal für Arteriosklerose sein? 

Mit dieser Frage hat sich Magdalene Jaeger in ihrer Doktorarbeit am Diabeteszentrum des HDZ NRW, Bad Oeynhausen, beschäftigt und dazu Untersuchungsdaten von 74 Patienten mit Diabetes wissenschaftlich ausgewertet.

„Im Vergleich zu Gesunden ist das Risiko für Herz- und Gefäßerkrankungen bei Menschen mit Diabetes mellitus mindestens doppelt so hoch. 

Das Auftreten lässt sich aber bislang nur unzureichend vorhersagen“, erklärt Prof. Dr. med. Dr. h.c. Diethelm Tschöpe, Direktor des Diabeteszentrums am HDZ NRW, der die wissenschaftlichen Arbeiten gemeinsam mit Forschungsleiter Privatdozent Dr. rer. nat. Bernd Stratmann betreut hat. 

Die koronare Herzkrankheit (KHK) zählt zu den häufigsten Folgeerkrankungen des Diabetes mellitus Typ 2. Sie entsteht durch Plaquebildung an den Innenwänden der Blutgefäße (Arteriosklerose), welche die Elastizität der Gefäßwände zunehmend einschränken. Daneben führen arteriosklerotische Veränderungen zur sogenannten peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (PAVK), die oft lange Zeit unbemerkt voranschreitet, bis Symptome auftreten. 

  • Eine erhöhte arterielle Gefäßsteifigkeit geht der Arteriosklerose voraus, die dann über die verminderte Durchblutung das Risiko für chronische Wunden und Amputationen deutlich erhöht. 
  • Für Menschen mit Diabetes ist dieses Risiko besonders hoch.


Den Grad der arteriellen Gefäßsteifigkeit hat Magdalene Jaeger bei 74 Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 untersucht, von denen 36 eine KHK aufwiesen. 

Dazu wurden sowohl Laboruntersuchungen (ELISA) als auch eine nichtinvasive Messung der aortalen Pulswellengeschwindigkeit und des zentral-aortalen Blutdrucks (Arteriographie) durchgeführt. 

Zwar wies die Patientengruppe mit KHK tendenziell erhöhte Werte für die Gefäßsteifigkeit auf, aber auch in der Gruppe der Patienten ohne KHK ließen sich schon pathologisch veränderte Werte im Sinne einer arteriosklerotischen Veränderung nachweisen.

Die wichtigste Erkenntnis der Untersuchung fasst Magdalene Jaeger aber so zusammen: 

„Diabetes mellitus ist wichtiger Treiber der Arteriosklerose in verschiedenen Gefäßen. PAVK und KHK treten dabei unabhängig voneinander auf, so dass eine Risikoabschätzung für eine KHK aufgrund des Vorliegens einer erhöhten peripheren Gefäßsteifigkeit nicht zuverlässig möglich ist.“ 

Insgesamt scheint die nichtinvasive Bestimmung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eine effektive und im Vergleich zu den laborchemischen Biomarkern auch verlässlichere Messmethode zur Bestimmung der allgemeinen peripheren Gefäßsituation bei Menschen mit Diabetes mellitus zu sein, auch wenn diese nicht zwangsläufig mit dem Zustand der Herzkranzgefäße korreliere. 

Die Empfehlung an Diabetespatienten laute daher, eine solche Messung mittels nichtinvasiver Arteriographie in Erwägung zu ziehen, um einer beginnenden Arteriosklerose so früh wie möglich therapeutisch begegnen zu können, betont Professor Tschöpe.


Magdalene Jaeger (32) hat ihr Studium der Humanmedizin an der Ruhr-Universität Bochum abgeschlossen und arbeitet in der Klinik für Innere Medizin am Universitätsklinikum Knappschaftskrankenhaus Bochum (Prof. Dr. Ali Canbay).

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Als Spezialklinik zur Behandlung von Herz-, Kreislauf- und Diabeteserkrankungen zählt das Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen (HDZ NRW), Bad Oeynhausen mit 35.000 Patienten pro Jahr, davon 14.600 in stationärer Behandlung, zu den größten und modernsten Zentren seiner Art in Europa.

Im Diabeteszentrum des HDZ NRW unter der Leitung von Prof. Dr. med. Dr. h.c. Diethelm Tschöpe werden jährlich rund 2.000 Menschen mit allen Typen des Diabetes mellitus und seinen Folgeerkrankungen behandelt. Zum Leistungsspektrum gehört auch die Diagnostik und Therapie endokrinologischer und gastroenterologischer Erkrankungen. Ein besonderer Schwerpunkt ist die kardiovaskuläre Risikoabschätzung und Behandlung von Herz- und Gefäßerkrankungen im integrierten Versorgungskonzept. Zudem ist das Diabeteszentrum auf die Behandlung von Nervenschäden und Durchblutungsstörungen spezialisiert, dazu gehört auch die Wundheilung bei diabetischem Fußsyndrom.

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Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen
Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum

Anna Reiss
Georgstr. 11
32545 Bad Oeynhausen
Tel. 05731 97-1955
Fax 05731 97-2028
E-Mail: info@hdz-nrw.de

Univ.-Prof. Dr. med. Dr. h.c. Diethelm Tschöpe
Direktor Diabeteszentrum
Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen
Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum


Originalpublikation:

M. Jaeger, B. Stratmann, D. Tschoepe: Peripheral oscillometric arterial performance does not depict coronary status in patients with type 2 diabetes mellitus. Diab Vasc Dis Res. 2021 Nov-Dec;18(6):14791641211046522. doi: 10.1177/14791641211046522.


Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte
http://www.hdz-nrw.de

Prof. Dr. Klaus Golka: Muskelinvasivem Blasenkrebs, Querschnittslähmung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Checkliste für radikale Zystektomien bei SCI-Patient:innen

Bei Menschen mit Querschnittlähmung (SCI, spinal cord injury) ist Krebs die dritthäufigste Todesursache, wobei Blasenkrebs die zweithäufigste Krebsart ist. 

Nicht selten wird der Blasenkrebs bei SCI-Patient:innen erst als fortgeschrittene Variante, dem muskelinvasivem Blasenkrebs (MIBC), der eine sehr aggressive Form darstellt, entdeckt. 

  • In diesen Fällen bietet nur eine radikale Zystektomie, die Entfernung der Harnblase inklusive der Lymphknoten im Beckenraum, eine Heilungschance. 

Da mit der Operation von SCI-Patient:innen mit Blasenkrebs ein erhöhtes Risiko einhergeht, hat ein Team von Forschenden eine Liste mit Handlungsempfehlungen zusammengestellt, um das Risiko zu minimieren.

Von 2001 bis 2020 wurden 12 Patient:innen mit Querschnittlähmung und Blasenkrebs im BG Klinikum Hamburg und der Asklepios Klinik in Hamburg-Barmbek untersucht. 

Bei allen Patient:innen wurde eine offene radikale Zystektomie, sowie eine beidseitige Entfernung der Lymphknoten des Beckens durchgeführt. 

Dabei entwickelte das Forschungsteam eine Liste mit Handlungsempfehlungen, um die Operation sowie die Vor- und Nachbehandlung zu optimieren. Die Liste ist unterteilt in drei Teile: präoperativ, intraoperativ und postoperativ.

Handlungsempfehlungen

Zu den präoperativen Maßnahmen gehören unter anderem Überlegungen zu einer optimalen Harnableitung und Medikation. 

  • Zum Beispiel muss die Sitzposition im Rollstuhl bei der Positionierung der künstlichen Harnableitung besonders berücksichtigt werden sowie das vermehrte Vorkommen von Harnwegsinfekten bei SCI-Patient:innen. 

Insgesamt wird mit schwierigen anatomischen Verhältnissen, erhöhtem Blutverlust und verlängerten Operationszeiten gerechnet.

Intraoperativ ist zu beachten, dass häufig lokal fortgeschrittene Tumore, Entzündungen und Vernarbungen um die Harnblase auftreten, die ein hohes Blutungsrisiko aufweisen. Mögliche Implantate (bspw. Neuromodulatoren oder Vorderwurzelstimulatoren) müssen beachtet werden.

Als postoperative Behandlung rät das Forschungsteam zur besonders engmaschigen Überwachung der Atemwege, der Haut auf Druckschäden (Dekubitus) und der Wundheilung. 

Eine physiotherapeutische Atemtherapie sollte möglichst auf der Intensivstation begonnen werden. 

Als postoperatives Hauptproblem sieht das Forschungsteam die neurogene Darmfunktionsstörung. 

  • Das bedeutet, dass durch die Schädigung des Nervensystems, wie beispielsweise bei einer Querschnittslähmung, die Funktionen des Darms eingeschränkt sind. 
  • Eine Folge daraus können eine übermäßige Gasansammlung im Magen-Darm-Trakt (Meteorismus) oder ein Stillstand des Darms (Darmlähmung/Darmatonie) sein. 
  • Außerdem steigt die Gefahr für Komplikationen mit der Naht (Nahtinsuffizienz) oder einer Bauchfellentzündung. 

Ebenso muss auf Zeichen einer autonomen Dysreflexie geachtet werden. 

Bei einer autonomen Dysreflexie kommt es zu einer Überreaktion im Nervensystem. 

Dabei verengen sich die Blutgefäße, wodurch ein lebensbedrohlicher Bluthochdruck (hypertone Blutdruck-Krisen) und ein Herzfrequenz-Abfall ausgelöst werden.

Hohe Expertise nötig

Insgesamt sollte eine radikale Zystektomie bei Blasenkrebspatient:innen mit Querschnittlähmung nur in einem Krankenhaus mit hoher Expertise und von einem erfahrenen Operationsteam durchgeführt werden.

Nur so könne das erheblich erhöhte Komplikationsrisiko auf das Risikoniveau von Patient:innen ohne Querschnittlähmung gesenkt werden, sagen die Forschenden. 

Ebenso wird eine enge Kooperation mit dem:der behandelnden (Neuro-)Urolog:in dringend empfohlen.

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Prof. Dr. Klaus Golka
Telefon: +49 231 1084-344
E-Mail: golka@ifado.de

Anne Rommel Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

Ardeystraße 67
44139 Dortmund
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Telefon: 0231 - 1084 239
E-Mail-Adresse: rommel@ifado.de
Originalpublikation:

Ralf Böthig, Clemens Rosenbaum, Holger Böhme, Birgitt Kowald, Kai Fiebag, Roland Thietje, Wolfgang Schöps, Thura Kadhum, Klaus Golka. Special surgical aspects of radical cystectomy in spinal cord injury patients with bladder cancer. World Journal of Urology 40, 1961-1970 (2022). https://link.springer.com/article/10.1007/s00345-022-03939-y


Welche molekularen und zellulären Mechanismen bei Menschen mit Kardiomyopathien zu Herzversagen führen? Die dilative Kardiomyopathie (DCM) + arrhythmogener Kardiomyopathie (ACM)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wie pathogene Genvarianten Herzversagen verursachen

Kardiomyopathien sind keine einheitliche Erkrankung. 

Vielmehr schwächen Gendefekte die Herzmuskulatur der jeweiligen Patient*innen auf ganz unterschiedliche Art und Weise, berichtet ein internationales Konsortium jetzt in „Science“.

  • Welche molekularen und zellulären Mechanismen bei Menschen mit Kardiomyopathien zu Herzversagen führen, bestimmt die spezifische Genvariante, die der jeweilige Patient oder die jeweilige Patientin in sich trägt. 

Das ergaben die ersten umfassenden Einzelzell-Analysen von Zellen aus gesunden und kranken Herzen, berichten 53 Forschende aus sechs Ländern in Nordamerika, Europa und Asien in der Fachzeitschrift „Science“.

Je nach genetischer Variante ändern sich die Zusammensetzung der Zelltypen und Profile der Genaktivierung. Mithilfe der Daten könne man gezielte Therapien entwickeln, sagen die Forscher*innen. Diese würden den jeweiligen Gendefekt berücksichtigen, der die Kardiomyopathie des Patienten oder der Patientin verursacht.

Das Team untersuchte 880.000 einzelne Herzzellen

Die aktiven Gene in rund 880.000 einzelnen Zellen aus 61 erkrankten Herzen und 18 gesunden Referenzherzen zu untersuchen, war ein komplexes Unterfangen. Möglich war das nur in einem interdisziplinären Team. Die Organe haben das Brigham and Woman’s Hospital in Boston, USA, die kanadische University of Alberta und das Herz- und Diabeteszentrum NRW in Bad Oeynhausen, die Ruhr-Universität Bochum und das Imperial College in London, UK, zur Verfügung gestellt.

Zu den Letztautor*innen, die das Projekt geleitet haben, gehören Christine Seidman, Professorin für Medizin und Genetik an der Harvard Medical School und Kardiologin am Brigham and Woman’s Hospital; Jonathan Seidman, Professor für Genetik an der Harvard Medical School; Norbert Hübner, Professor für Herz-Kreislauf- und metabolische Erkrankungen am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und an der Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie Dr. Gavin Oudit, University of Alberta; Professor Hendrik Milting, Herz- und Diabeteszentrum NRW in Bad Oeynhausen und Ruhr-Universität Bochum; Dr. Matthias Heinig, Helmholtz Munich; Dr. Michela Noseda vom National Heart and Lung Institute am Imperial College London und Professorin Sarah Teichmann, Wellcome Sanger Institute in Cambridge, UK. Die drei Erstautor*innen sind Dr. Daniel Reichart (Harvard), Eric Lindberg und Dr. Henrike Maatz (beide MDC).

Ein Leiden mit zahlreichen Ursachen

Die Forscher*innen haben sich auf die dilatative Kardiomyopathie (DCM) konzentriert. 

Das ist die häufigste Form der Herzschwäche, die zu Herztransplantationen führt. 

Bei dieser Krankheit erweitern sich die Wände der Herzkammern (Dilatation), insbesondere im linken Ventrikel – der Herzkammer, die für das Pumpen besonders wichtig ist.  

Die Muskulatur des Herzens erschlafft, das Herz kann sich weniger gut zusammenziehen und Blut pumpen. Mitunter versagt es ganz. 

Das Konsortium hat Gewebe von Patient*innen mit verschiedenen Formen erblicher Kardiomyopathien untersucht; die jeweiligen genetischen Veränderungen kommen bei Proteinen mit unterschiedlichen Funktionen im Herzen vor. Die Analysen deuten darauf hin, dass sie auch unterschiedliche Reaktionen auslösen.

„Wir haben krankheitsauslösende Genvarianten in Herzgewebe auf Einzelzell-Ebene untersucht. So konnten wir präzise kartieren, wie bestimmte pathogene Varianten zu Funktionsstörungen des Herzens führen“, sagt Norbert Hübner, einer der Hauptautoren der Studie. „Soweit wir wissen, ist es die erste derartige Analyse von Herzgewebe. Wir hoffen, dass dieser Ansatz auch auf andere genetisch bedingte Herzkrankheiten anwendbar ist.“

Die Wissenschaftler*innen haben die verschiedenen Mutationen in jedem Herzen genau charakterisiert und sie sowohl untereinander als auch mit gesunden Herzen und solchen, bei denen man die Ursache für die Dilatation nicht kannte, verglichen. Hierfür haben sie sich jeden Zelltyp des Herzens und auch die zahlreichen Subtypen einzeln vorgenommen und mit Methoden der Einzelzellsequenzierung analysiert. Kein Labor könnte die so entstehenden Datenberge allein bewältigen. Nur dank der engen Zusammenarbeit von Spezialisten verschiedener Disziplinen entstand aus Myriaden Mosaiksteinchen ein kohärentes Bild. Die Studie fügt sich zudem in die Arbeit des internationalen Konsortiums zum „Human Cell Atlas“ (HCA) ein, das jeden Zelltyp im menschlichen Körper erfassen und so eine Grundlage schaffen will, um die menschliche Gesundheit zu verstehen und um die Diagnose, Kontrolle und Behandlung von Krankheiten zu verbessern.

„Erst in dieser Auflösung können wir sehen, dass Kardiomyopathien nicht einheitlich immer dieselben pathologischen Signalwege in Gang setzen“, sagt Christine Seidman, eine der Hauptautorinnen. 

  • „Vielmehr lösten verschiedene Mutationen jeweils spezifische und einige gemeinsame Reaktionsmuster aus, die zu Herzversagen führen. 
  • Diese Mechanismen, die sich je nach Genotyp unterscheiden, zeigen die Ansatzpunkte für die Entwicklung zielgerichteter Therapien.“


Überaktive Bindegewebszellen

  • „Wir haben zum Beispiel herausgefunden, dass die bei einer DCM auftretende Fibrose – das krankhaft gesteigerte Wachstum von Bindegewebe – nicht deshalb entsteht, weil sich die Fibroblasten des Herzens zu stark vermehren“, sagt Matthias Heinig, der die Daten analysiert hat. 

„Die Zahl dieser Zellen bleibt gleich. Allerdings werden die bestehenden Zellen aktiver und produzieren mehr extrazelluläre Matrix, die den Raum zwischen den Bindegewebszellen ausfüllt“, ergänzt Eric Lindberg. 

Es komme somit lediglich zu einer Verschiebung der Subtypen, bei der die Zahl derjenigen Fibroblasten steige, die sich auf die Produktion der extrazellulären Matrix spezialisiert haben.

„In den Herzen von Patient*innen mit einem mutierten RBM20-Gen war das Phänomen besonders stark ausgeprägt“, erklärt Henrike Maatz. Dies spiegelte sich auch in der Krankheitsgeschichte wider. Die Betroffenen mussten im Schnitt deutlich früher als Menschen mit einer anderen erblichen Form der DCM ein Spenderherz erhalten, weil ihr eigenes Organ versagt hatte. Mithilfe der Einzelzellsequenzierung sei man auf eine ganze Reihe solcher genotypspezifischer Unterschiede in den erweiterten Herzen gestoßen.

Spezifische Muster von Veränderungen

In den Herzen von Menschen mit arrhythmogener Kardiomyopathie (ACM), die mit gefährlichen Herzrhythmusstörungen verbunden ist, gehen vor allem in der rechten Herzkammer fortschreitend Herzmuskelzellen verloren und werden von Fett- und Bindegewebszellen ersetzt.  

Auch bei dieser Erkrankung können mehrere Gene verändert sein. In den Analysen hat sich das Team auf das Gen für das Protein Plakophillin 2, kurz PKP2, beschränkt und zelluläre Signalwege, an denen das Protein beteiligt ist, in der rechten und linken Herzkammer miteinander verglichen. Dadurch kann man jetzt beispielsweise besser verstehen, warum sich bei dieser Form der Kardiomyopathie vermehrt Fettzellen bilden.

„Anhand der präzisen molekularen Signaturen, die wir für die hochspezialisierten Zellen des Herzens ermittelt haben, können wir die Kommunikationswege zwischen den Zellen vorhersagen“, sagt Michela Noseda. Je nach genetischer Ursache der Kardiomyopathien komme es zu spezifischen Abweichungen in den zellulären Kommunikationsnetzwerken. „Dies ist ein klarer Beweis dafür, dass ganz spezifische Mechanismen die Krankheit befeuern.“

Aus all diesen Daten haben die Forscherinnen und Forscher schließlich mithilfe künstlicher Intelligenz ein Modell entwickelt. Der Algorithmus kann nun anhand der spezifischen Muster molekularer Veränderungen in den verschiedenen Zelltypen mit großer Wahrscheinlichkeit vorhersagen, um welche Mutation es sich jeweils handelt. Das bestätige, dass pathogene Varianten bestimmter Gene zu Unterschieden in der Gen- und Zellaktivierung führen.

Biomarker für gezielte Therapien

Das langfristige Ziel ist eine personalisierte Therapie von Herzleiden, sagen die Forscher*innen, denn eine genotypspezifische Behandlung wäre effektiver und nebenwirkungsärmer. Um ihrer Vision möglichst schnell näher zu kommen, hat das Konsortium all seine Ergebnisse der Wissenschaft online zugänglich gemacht. Seidman hofft, dass diese Ressource andere Gruppen zu klinischen Studien ermuntert, um neue Behandlungen zur Vorbeugung eines Herzversagens zu entwickeln. Noch sei das eine unheilbare Krankheit.

„Wir haben Gewebe von Patientinnen und Patienten untersucht, die eine Herztransplantation brauchten; es war ihre letzte Option“, sagt Hendrik Milting. „Wir hoffen, dass künftige pharmakologische Therapien das Fortschreiten der Krankheit zumindest verlangsamen können – und dass die Daten aus unserer Studie dazu beitragen.“

Das Herzatlas-Konsortium selbst hat sich derweil seine nächste Aufgabe gestellt. „Das Herzgewebe, das wir untersucht haben, stammte ja von Menschen im Endstadium der Erkrankungen“, sagt Daniel Reichart. „Spannend wird sein, auf welche Veränderungen wir in früheren Stadien stoßen, zum Beispiel auf der Basis von Endomyokard-Biopsien.“ Vielleicht finde man dann auch Biomarker, die eine sehr genaue Diagnose ermöglichen und zugleich den Weg zur besten Therapie weisen, ergänzt Gavin Oudit.

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin

Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft gehört zu den international führenden biomedizinischen Forschungszentren. Nobelpreisträger Max Delbrück, geboren in Berlin, war ein Begründer der Molekularbiologie. An den MDC-Standorten in Berlin-Buch und Mitte analysieren Forscher*innen aus rund 60 Ländern das System Mensch – die Grundlagen des Lebens von seinen kleinsten Bausteinen bis zu organübergreifenden Mechanismen. Wenn man versteht, was das dynamische Gleichgewicht in der Zelle, einem Organ oder im ganzen Körper steuert oder stört, kann man Krankheiten vorbeugen, sie früh diagnostizieren und mit passgenauen Therapien stoppen. Die Erkenntnisse der Grundlagenforschung sollen rasch Patient*innen zugutekommen. Das MDC fördert daher Ausgründungen und kooperiert in Netzwerken. Besonders eng sind die Partnerschaften mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin im gemeinsamen Experimental and Clinical Research Center (ECRC) und dem Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité sowie dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK). Am MDC arbeiten 1600 Menschen. Finanziert wird das 1992 gegründete MDC zu 90 Prozent vom Bund und zu 10 Prozent vom Land Berlin. www.mdc-berlin.de

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Prof. Norbert Hübner
Leiter der Arbeitsgruppe „Genetik und Genomik von Herz-Kreislauferkrankungen“
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)
+49-30-9406-3512 (Sekretariat)
nhuebner@mdc-berlin.de

Prof. Christine Seidman, M.D.
Direktorin des Genetics Center am Brigham and Women’s Hospital
Harvard Medical School
cseidman@genetics.med.harvard.edu


Originalpublikation:

Daniel Reichart, Eric L. Lindberg, Henrike Maatz et al. (2022): „Pathogenic variants damage cell compositions and single cell transcription in cardiomyopathies“. Science, DOI: 10.1126/science.abo1984


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https://cellxgene.cziscience.com/collections/e75342a8-0f3b-4ec5-8ee1-245a23e0f7c... - alle Daten der Studie


Dr. Andreas Jansen: Chronische Erkrankungen: Risiko für Arbeitslosigkeit, Erwerbsunfähigkeit, Karriere Killer und Risiko für Altersarmut

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: IAQ zu chronischen Erkrankungen: Ein Karrierekiller

Wer chronisch krank wird, muss oft mit deutlichen Einkommenseinbußen rechnen. 

  • Zum einen wird die Karriere abgebremst oder kommt gar zum Stillstand. 
  • Zum anderen steigt das Risiko, arbeitslos oder erwerbsunfähig zu werden. 

„Chronische Erkrankungen stellen ein ernstes Problem dar, weil sie auf lange Sicht auch das Alterseinkommen negativ beeinflussen und das Risiko von Altersarmut erhöhen“, zeigt der aktuelle Report aus dem Institut Arbeit und Qualifikation (IAQ) der Universität Duisburg-Essen (UDE).

Für die Analyse wurden Befragungsdaten des Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE) mit Daten der Deutschen Rentenversicherung verknüpft. 

IAQ-Wissenschaftler Dr. Andreas Jansen hat damit einen messbaren Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer chronischen Erkrankung und dem daran anschließenden Einkommensverlauf entlang der jährlich realisierten Entgeltpunkte festgestellt. 

  • Bei einem guten Teil der Betroffenen identifizierte er Einkommensverluste – von gering bis hin zum Totalverlust. 
  • Diese Effekte stellen sich allerdings in der Regel nicht unmittelbar ein, sondern erst im (längeren) Krankheitsverlauf. Sie sind somit ein Bremsklotz der beruflichen Laufbahn.

Nach der Diagnose zeigt sich aber auch ein höheres Risiko, dass Betroffene arbeitslos werden, einer geringfügigen Beschäftigung nachgehen oder Erwerbsminderungsrente beantragen müssen. 

„Häufig wirkt sich das chronische Leiden auf die Leistungsfähigkeit aus, was Betroffene versuchen zu kompensieren: 

 Oft reduzieren sie die wöchentliche Arbeitszeit oder wechseln auf eine weniger fordernde, in der Regel dann aber auch geringer entlohnte Stelle, sagt Dr. Andreas Jansen. 

„So wird die Krankheit zum ‚Karrierekiller‘.“

Beim Einkommensverlauf hat der IAQ-Forscher festgestellt, „dass Hochqualifizierte deutlich seltener durch eine chronische Erkrankung ausgebremst werden als jemand mit geringer und mittlerer Qualifikation. 

Außerdem werden die Einkommensungleichheiten zwischen diesen Gruppen nicht abschwächt, sondern tendenziell sogar verstärkt.“.

Jansen fordert: 

Die Arbeitsbedingungen müssten so angepasst werden, dass Beschäftigte trotz einer gesundheitlichen Einschränkung in ihrem Job arbeiten können, bis sie die Regelaltersrente erreichen. 

Auch die Prävention spiele hier eine wichtige Rolle.
Der Fokus der Politik sollte in diesem Kontext verstärkt auf der Schaffung von Gesundheitskompetenz in der Bevölkerung liegen. 

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https://www.uni-due.de/iaq/iaq-report.php

Prof. Dr. W. Florian Fricke: Störungen im mikrobiellen Ökosystem des menschlichen Darms mit vielen Stoffwechsel-, Entzündungs- und Infektionskrankheiten

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Mikrobiom-Therapie: Erfolgsfaktoren für Stuhltransplantationen

Rückenwind für vielversprechenden Therapieansatz: Studie der Uni Hohenheim bereitet Weg für breitere klinische Anwendung der Übertragung vom Darmbakterien

  • Eine Behandlung von Patient:innen mit Antibiotika und Darmspülung vor einer sogenannten Stuhltransplantation begünstigt die Ansiedelung übertragener Bakterien der Spender:innen. 

Zu diesem Schluss kommt eine Studie der Universität Hohenheim in Stuttgart. Prof. Dr. W. Florian Fricke und Daniel Podlesny vom Fachgebiet Mikrobiom und Angewandte Bioinformatik entwickelten zusammen mit anderen Forschenden ein Modell, mit dem sich die Auswirkungen der Therapie auf das Darmmikrobiom individueller Patient:innen vorhersagen sagen lässt. 

Es kann teilweise erklären, warum der Erfolg der Stuhltransplantation für die Behandlung mancher Erkrankungen wie Diabetes oder Colitis ulcerosa bisher durchwachsen ist. 

Dabei fanden sie bei sehr unterschiedlichen Patientengruppen und Erkrankungen gemeinsame Mechanismen für die Neuorganisation des Mikrobioms nach der Transplantation – Ansatzpunkte, mit denen diese Form der Mikrobiom-Therapie klinisch optimiert und gezielter, d.h. auf individuelle Patient:innen zugeschnitten, eingesetzt werden kann. Details sind nachzulesen in Cell Reports Medicine https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100711

  • Die Gesamtheit aller Mikroorganismen im und am menschlichen Körper, das Mikrobiom, spielt für die Gesundheit eine wesentliche Rolle. 
  • Veränderungen in seiner Zusammensetzung beeinflussen das mikrobielle Wechselspiel mit dem menschlichen Körper. 
  • Deswegen werden Störungen im mikrobiellen Ökosystem des menschlichen Darms mit vielen Stoffwechsel-, Entzündungs- und Infektionskrankheiten in Verbindung gebracht.


Ein vielversprechender Therapieansatz für Krankheiten, die mit dem Mikrobiom im Zusammenhang stehen, ist die Übertragung von Mikroben aus dem Darm von gesunden Spender:innen in den Magendarmtrakt von Patient:innen, die sogenannte FMT (Fecal Microbiota Transplantation)

Oft wird dieser Prozess stark vereinfacht als Stuhltransplantation bezeichnet. 

Noch weiß man jedoch relativ wenig über die Wechselwirkungen der Mikrobiome von Spender:in und Patient:in nach der Prozedur, d.h. welche Faktoren für eine erfolgreiche Ansiedelung der Spender-Bakterien im Darm der Empfänger:innen notwendig sind und wie die Übertragung maximiert werden kann.

Vorhersagemodell mit breiter Anwendung

„Unser Ziel war es, die Mechanismen zu verstehen die dabei eine Rolle spielen, und ein generelles Vorhersagemodell zu entwickeln, das für unterschiedliche Gruppen von Patient:innen Anwendung finden kann“, so Prof. Dr. Fricke. 

Dies ist ihm und seinem Doktoranden Daniel Podlesny, der demnächst zum Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Heidelberg wechseln wird, jetzt mit einer neuen, von ihrer Arbeitsgruppe entwickelten bioinformatischen Methode gelungen.

Hierbei lag ein besonderer Fokus auf der Übertragung einzelner Bakterien oder Stämme durch die Transplantation. Dazu bedienten sie sich eines besonderen von ihnen entwickelten Verfahrens, um selbst kleine Veränderungen im Mikrobiom nachweisen zu können. Neben eigenen Forschungsergebnissen erfassten sie dafür auch Daten aus 14 weiteren klinischen Studien und werteten so die Daten von mehr als 250 mit Stuhltransplantation behandelter Personen aus.

Ihre wichtigste Erkenntnis:
 

Unabhängig von der zugrundeliegenden Erkrankung setzte sich nach der Transplantation für die meisten Bakterienarten nur ein Stamm durch. 

Patient:innen enthielten zumeist entweder den gleichen Stamm wie vor der Behandlung oder einen neuen, übertragenen Stamm, aber nur in seltenen Fällen eine Mischung. 

  • Je stärker das vorhandene Darmmikrobiom bereits vor der Transplantation geschädigt war oder durch eine Vorbehandlung mit Antibiotika beeinträchtigt wurde, desto erfolgreicher konnten sich die gespendeten Mikroben ansiedeln.


Die beiden Forscher stehen mit ihren Ergebnissen nicht allein: Zeitgleich und unabhängig voneinander kamen inzwischen auch die Arbeitsgruppe am EMBL in Heidelberg, in die Daniel Podlesny wechseln wird, sowie eine Arbeitsgruppe in Italien zu vergleichbaren Ergebnissen.

Ökosystem Darm

„Im Grunde genommen hat die Transplantation das Ziel ein neues oder modifiziertes mikrobielles Ökosystem im Darm zu etablieren“, erklärt Prof. Dr. Fricke. 

  • „Normalerweise verhindert das Darmmikrobiom von gesunden Erwachsenen die Ansiedelung von eindringenden Mikroorganismen, die um dieselben ökologischen Nischen konkurrieren. 
  • Ist das natürliche Zusammenspiel gestört, können sich neue Mikroben besser ansiedeln oder vorhandene Stämme ersetzen.“
  • Dies ist nach Meinung der Forscher auch der Grund dafür, warum eine Stuhltransplantation vor allem bei wiederkehrenden Infektionen mit dem Bakterium Clostridioides difficile eine Erfolgsrate von rund 90 Prozent hat. 
  • Durch die wiederholte Einnahme von Antibiotika, die in der konventionellen Therapie gegen die Infektion eingesetzt werden, ist das Darmmikrobiom massiv gestört – ideale Voraussetzungen für die Kolonisierung mit neuen Bakterien nach einer Stuhltransplantation.
  • Es erklärt außerdem, warum die Ansiedelung von neuen Mikroorganismen nach der Behandlung von Patient:innen mit der entzündlichen Darmerkrankung Colitis ulcerosa, schwerem Übergewicht oder Diabetes deutlich bescheidener ausfiel. 

Bei diesen Erkrankten fanden die Forschenden vor der Therapie ein weitgehend intaktes Darmmikrobiom vor.

Schritt in Richtung personalisierte Medizin

Allerdings zeigen die Ergebnisse der Arbeitsgruppe Ansätze auf, mit deren Hilfe die Effizienz von Stuhltransplantationen unabhängig von der zu behandelnden Grunderkrankung verbessert werden kann: 

Sowohl eine antibiotische Vorbehandlung als auch eine Darmspülung vor der Transplantation führten bei den Patient:innen zu einer verstärkten Ansiedelung übertragener Mikroorganismen. 

Dabei müssen die Risiken einer solchen Vorbehandlung jedoch mit der Schwere des Krankheitsbildes und dem zu erwartenden Behandlungserfolg abgewogen werden.

Zudem weisen die Ergebnisse in Richtung personalisierte Medizin: 

In Simulationen mit ihrem Modell zeigte sich, dass die Anzahl übertragener Stämme von unterschiedlichen Spender:innen auf einzelne Patient:innen um einen Faktor von bis zu zehn schwanken kann. 

Dabei hing der Erfolg von der jeweiligen Kombination aus Patient:in und Spender:in ab. 

Damit könnte das Modell die Grundlage für personalisierte Ansätze der Stuhltransplantation bilden, wenn vor der Behandlung zunächst zueinander passende spendende und empfangende Personen ausgewählt werden.

„Mit unserem Modell liefern wir einen Werkzeugkasten, mit dessen Hilfe man die Auswirkungen der Stuhltransplantation präzise vorhersagen und für Patient:innen individuell anpassen kann“, fasst Prof. Dr. Fricke den Nutzen zusammen. 

„Es ist ein Grundstein für zukünftige Entwicklungen von zielgerichteten, personalisierten Therapien zur Veränderung des Mikrobioms im Darm.“
 

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Originalpublikation:

D Podlesny, M Durdevic, S Paramsothy et al.: Intraspecies strain exclusion, antibiotic pretreatment, and donor selection control bacterial engraftment after fecal microbiota transplantation, Cell Reports Medicine 3, 100711, August 16, 2022, https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100711


Professor Norbert Frey: Dr. med. Carolin Lerchenmüller: Die Generation von Herzmuskelzellen (Kardiomyogense) - https://juliendufayet.de/

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Körperliche Aktivität fördert die Neubildung gealterter Herzmuskelzellen

Forschende des Universitätsklinikums Heidelberg wiesen gemeinsam mit internationalen Kolleginnen und Kollegen im Tiermodell einen positiven Effekt von körperlicher Aktivität auf die Neubildung von Herzmuskelzellen in älteren Herzen nach / Molekulare Analysen geben Hinweise auf die zugrunde liegenden Mechanismen / Studienergebnisse im Fachmagazin „Circulation“ veröffentlicht

Kann körperliche Aktivität die Neubildung von Herzmuskelzellen im Alter unterstützen? 

Forschende des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD) wiesen positive Effekte auf die Generation von Herzmuskelzellen (Kardiomyogenese) bei Mäusen nach und erforschten die zellulären und molekularen Mechanismen, die dem zugrunde liegen. 

Die aktuellen Forschungsergebnisse sind im Fachmagazin „Circulation“ veröffentlicht.

  • Das Herz erwachsener Säugetiere besitzt nur eine sehr begrenzte Fähigkeit, Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) neu zu bilden. 
  • Mit dem Älterwerden sinkt diese Regenerationsfähigkeit weiter, zugleich steigt die Gefahr von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. 

Dr. Carolin Lerchenmüller, Leiterin der Arbeitsgruppe „Cardiac Remodeling and Regeneration“ in der Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie am UKHD (Ärztlicher Direktor: Professor Norbert Frey), hat zusammen mit ihrem Team im Mausmodell Belege dafür gefunden, dass körperliche Aktivität bei alternden Mäusen den Neubildungsprozess des Herzmuskels ankurbelt.

„In früheren Arbeiten haben wir bereits nachgewiesen, dass ausdauernde Bewegung die Kardiomyogenese jüngerer Mäuse effektiv stimuliert. 

Jetzt haben wir den Einfluss der körperlichen Aktivität auf die zellulären und molekularen Mechanismen der Kardiomyogenese bei älteren Mäusen untersucht“, sagt Dr. Lerchenmüller. In einem achtwöchigen Bewegungsprogramm gaben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einer Gruppe von 20 Monate alten Mäusen die Möglichkeit, in einem Laufrad zu rennen. Danach untersuchten sie die Neubildung der Herzmuskelzellen mithilfe einer Kombination bildgebender, histologischer und genetischer Techniken. Die Ergebnisse verglichen sie mit denen einer Kontrollgruppe von älteren „sesshaften“, also körperlich weniger aktiven Mäusen. Zudem führten sie einen Vergleich mit jüngeren Tieren durch.

Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Blick
Die Forschenden fanden heraus, dass die errechnete jährliche Rate an neu entstandenen Herzmuskelzellen in der „sport-treibenden“ Gruppe älterer Mäuse bei 2,3 Prozent lag. 

Dagegen waren in der „sesshaften“ Kontrollgruppe keine neuen Herzmuskelzellen zu verzeichnen. 

Eine Vorgängerstudie mit jungen Tieren hatte bereits ergeben, dass Mäuse durch ausdauernde Bewegung eine errechnete jährliche Rate von 7,5 Prozent neuer Herzmuskelzellen erreichten, im Vergleich zu 1,63 Prozent in der entsprechenden „sesshaften“ Kontrollgruppe.

Um die Mechanismen, die hinter der Kardiomyogenese stecken, besser zu verstehen, untersuchte das Team die Mäuse mit molekularen Analyseverfahren. 

Sie fanden dabei Gemeinsamkeiten, aber auch Unterschiede, zwischen jungen und gealterten Herzen. 

Besonders das Gen RCAN1.4 fiel ihnen auf. 

Es wurde durch das Bewegungsprogramm bei älteren Mäusen vermehrt aktiviert.

„Weitere Untersuchungen sollen nun zeigen , ob sich aus den Erkenntnissen Möglichkeiten zur Prävention und Therapie von Herzerkrankungen beim Menschen ableiten lassen", erklärt Dr. Lerchenmüller.

Die Forschungsarbeit ist ein Projekt innerhalb des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK).

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Dr. med. Carolin Lerchenmüller
Leitung, Labor für kardiales Remodeling und Regeneration
Innere Medizin III, Kardiologie, Angiologie und Pneumologie
Universitätsklinikum Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 669
69120 Heidelberg
Carolin.Lerchenmueller@med.uni-heidelberg.de

Doris Rübsam-Brodkorb
Telefon: 06221565052
Fax: 06221564544
E-Mail-Adresse: doris.ruebsam-brodkorb@med.uni-heidelberg.de

Julia Bird
Telefon: 06221 564537
Fax: 06221 564544
E-Mail-Adresse: julia.bird@med.uni-heidelberg.de
Originalpublikation:

Lerchenmüller C, Vujic A, Mittag S, et al. Restoration of Cardiomyogenesis in Aged Mouse Hearts by Voluntary Exercise. Circulation. 2022 146:00–00. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.057276


Prof. Dr. Julian Bösel: SARS-Cov-2-Infektion intensivpflichtig - schwerwiegende neurologische Manifestationen - Neuro-Frührehabilitation

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Folgen neurointensivmedizinischer Komplikationen von COVID-19

Patienten, die infolge einer SARS-Cov-2-Infektion intensivpflichtig werden, können schwerwiegende neurologische Manifestationen entwickeln; die Deutsche Gesellschaft für NeuroIntensiv- und Notfallmedizin (DGNI) berichtete darüber https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34311778/ (1). 

Aus mehreren Studien, die auch COVID-19-Intensivpatienten enthielten oder auf diese fokussiert waren, ergaben sich je nach Selektions- und Definitionskriterien Häufigkeiten solcher Affektionen des Nervensystems von ca. 13-50% und Assoziationen mit höherer Mortalität und Morbidität https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34411383/ (2).

Die mit Unterstützung der DGNI durchgeführte IGNITE-Studie PANDEMIC https://www.dgni.de/forschung/ignite-initiative-klinischer-multizenter-studien/a... fokussiert sich rein auf COVID-19-Intensivpatienten und fand, vergleichbar mit anderen Studien, als häufigste Manifestationen Enzephalopathien, ischämische/ hämorrhagische Schlaganfälle und neuromuskuläre Komplikationen wie die Critical Illness Neuropathie/Myopathie (Dimitriadis et al., submitted). 

Gut passend dazu und wenig überraschend werden in der neurorehabilitativen Literatur zu dieser Patientengruppe fortbestehende Lähmungen, kognitive und emotionale Symptome berichtet (3). 

Diese können Ausprägungen eines Post-Covid-Syndroms (Symptome >2 Monate andauernd, >3 Monate nach Infektion (noch) vorhanden) darstellen, das in anderer Form sonst auch nach milden oder moderaten COVID-19-Verläufen auftritt.

Die Mechanismen, die für ein Post-Covid-Syndrom postuliert werden, umfassen Neurotransmitter-Imbalancen, postinfektiöse Entzündungen, endothelial-mikrozirkulatorische und immunvermittelte (z.B. Zytokin- und Antikörper-assoziierte) Prozesse.  

Neurologische Manifestationen des COVID-19-Intensivpatienten sollten aktiv gesucht werden und Anlass zu einer Neuro-Frührehabilitation geben https://www.awmf.org/leitlinien/detail/ll/030-144LG.html (4). 

Die medizinischen und gesellschaftlichen Langzeitfolgen durch anhaltende Symptome wie Fatigue, neurokognitiver Abbau, neuropsychiatrische Defizite und motorische Einschränkungen dürften enorm sein, sind aber hinsichtlich ihrer Bedeutung noch nicht ausreichend untersucht.

  • Insgesamt erinnern diese Langzeitfolgen stark an das Post-Intensive-Care-Syndrome (PICS), für das mechanistisch vaskuläre, hypoxische, Zytokin- und Mikroglia-assoziierte Prozesse angenommen werden. 

Die Neuro-COVID assoziierten Langzeitfolgen und diejenigen, die mit der Intensivtherapie (Beatmung, Sedierung, Organersatzverfahren, Medikamente, Delir,...) und/ oder Organschäden wie dem ARDS assoziiert sind, lassen sich in dieser Patientengruppe kaum voneinander trennen. 

Und ebenso wie beim PICS gibt es für die neurointensivmedizinischen Folgen von COVID-19 bisher keine bekannten kausalen Therapien, sondern multimodale supportiv-symptomatische Ansätze, die allerdings in Ihrer Bedeutung nicht unterschätzt werden sollten.

  • Für Neuro-Intensivmediziner:innen, die konsiliarisch zu COVID-19-Intensivpatienten hinzugezogen werden, sollte daraus erwachsen, dass sie neurologische Manifestationen in dieser Population aktiv suchen, eine angepasste Diagnostik durchführen (lassen) und dazu beitragen, diese Patienten einer neurologischen Früh-Rehabilitation zuzuführen. 
  • Während der Intensivphase erscheinen die leitliniengerechte Therapie von COVID-19, die symptomorientierte neurologische/ neurochirurgische Therapie und die Erwägung immunmodulatorischer Therapieansätze (z.B. bei Enzephalopathien oder Neuropathien), die zunehmend positiv berichtet werden, besonders wichtig.


Prof. Dr. Julian Bösel empfiehlt Neuro-Intensivmediziner:innen, die konsiliarisch zu COVID-19-Intensivpatienten hinzugezogen werden, eine aktive Suche nach neurologischen Manifestationen und die Durchführung einer angepassten Diagnostik.

Prof. Dr. Julian Bösel empfiehlt Neuro-Intensivmediziner:innen, die konsiliarisch zu COVID-19-Intensivpatienten hinzugezogen werden, eine aktive Suche nach neurologischen Manifestationen und die Durchführung einer angepassten Diagnostik.Universitätsklinikum Kassel
 
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Prof. Dr. med. Julian Bösel, FNCS, FESO
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E-Mail: Julian.Boesel@gnh.net

Kerstin Aldenhoff Deutsche Gesellschaft für NeuroIntensiv- und Notfallmedizin

Telefon: +49172 3516916
Fax: 0351 2641101
E-Mail-Adresse: presse@conventus.de


Originalpublikation:

1. Leven Y, Bösel J. Neurologic manifestations of COVID-19 – an approach to categories of pathology. Neurologic Research and Practice 2021; 3(1):39
2. u. a. Helms J, Kremer S, Merdji H, et al. Neurologic features in severe SARS-CoV-2 Infection. N Engl J Med 2020; 382(23):2268-2270
3. u.a. Hosp JA, Dressing A, Blazhents G, et al. Cognitive impairment and altered cerebral glucose metabolismus in the subacute stage of COVID-19. Brain 2021; 144(4): 1263-1276
4. Berlit P. et al., Neurologische Manifestationen bei COVID-19, S1-Leitlinie, 2021, in: Deutsche Gesellschaft für Neurologie (Hrsg.), Leitlinien für Diagnostik und Therapie in der Neurologie. AWMF Reg 030/144LG


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