Xiang Ning Fu
Dr. med.
Verteilungsmuster des Myocardödems nach Application von cardioplegischer Lösung:
Untersuchungen an in-situ perfundierten Schweineherzen
Geboren am 13.12.1963
Reifeprüfung im August 1981 in Wuhan, China
Studiengang der Fachrichtung Medizin an der Tongji Universität in Wuhan von 1981 bis 1986
Klinische Tätikeit von 1986 bis 1988
Magisterstudium an der Tongji Universität in Wuhan, China von 1986 bis 1988
Staatsexamen im August 1991 an der Tongji Universität in Wuhan, China
Promotionsfach: Medizin
Doktorvater: Priv.-Doz. Dr. med. Christian-Friedrich Vahl
Die Entstehung eines Myocardödems ist eines des pathophysiologisch entscheidenden
Ereignisse im Kontext der Entwicklung von myocardialen Kontraktilitätsstörungen. Dieses
spielt in der Pathophysiologie eine führende Rolle beim Myocardinfakrt, bei Ischämie, bei
Herztransplanation und bei extracorporaler Circulation. Ziel der Untersuchung war es zu
prüfen, wie die räumliche, dreidimensionale Verteilung des durch Applikation
unterschiedlicher cardioplegischer Lösungen experimentell induzierten Myocardödems
aussieht. Dazu wurde das experimentelle Modell des isolierten in-situ perfundierten
Schweinesherzens (n=12) verwendet.
Methoden: Unterschiedliche experimentelle Protokolle wurden zur Induktion des
Myocardödems eingesetzt: in-situ präparierte Schweineherzen wurden in ”inflow occlusion”
nach Abklemmen der Aorta mit cardioplegischer Lösung nach Bretschneider (HTK, 4°C,
n=3), mit heparinisierter Krebs-Henseleit Lösung, die 30 mM 2,3 Butanedionemonoxime
enthielt (BDM, 4°C, n=3), oder mit heparinisiertem Schweineblut (HPB, 24°C, n=3) oder gar
nicht (Kontrolle, n=3) perfundiert. Nach Exzision wurden die Herzen 3 Stunden oder gar nicht
(Kontrolle) in der jeweiligen Perfusionslösung bei der gegebenen Temperatur belassen.
Anschließend erfolgte die Kernspintomographie (MRI, Gradientenecho, räumliche Auflösung
0.56x0.56mm; Schichtdicke: 0.56mm). Die T1-Daten wurden als Ausgangsmaterial für die
anschließende 3-D-Visualisierung mit einem ”raytracing”-Algorithmus verwendet.
Myocardproben wurden anschließend aus den Herzen exzidiert (n=216), um
Trockengewichtsbestimmungen an 9 definierten Stellen im Myocard vorzunehmen (links- und
rechtsventrikulärer Papillarmuskel, links- und rechtsventrikuläre freie Wand, apikales und
basales Septum, linksventrikulärer Apexbereich, linker und rechter Vorhof). In der
Kontrollgruppe (n=3) wurden Trockengewichtsbestimmungen unmittelbar nach Exzision der
Herzen ohne additive Perfusion durchgeführt. Das Trockengewicht diente zur Evaluierung des
Visualisierungsergebnisses.
Ergebnisse: Durch Trockengewichtsbestimmungen konnte eine Induktion eines erheblichen
Myocardödems durch jede der eingesetzten Methoden belegt werden. Am ausgeprägtesten
war das Myocardödem nach BDM-Perfusion, weniger ausgeprägt nach HTK-Perfusion.
Unabhängig von der eingesetzten Methode zeigten sich innerhalb des Herzens signifikante
Unterschiede des myocardialen Wassergehaltes: dieser war in den Papillarmuskeln und im
Septum deutlich niedriger als in der freien Wand des rechten und linken Ventrikels. Obwohl
die Unterschiede im Wassergehalt innerhalb jeder Versuchsgruppe eher gering waren, gelang
dennoch eine dreidimensionale Darstellung des Myocardödems, die der Verteilung des
Myocardödems - basiered auf den Trockengewichtsbestimmungen - qualitativ entsprach.
Schlußfolgerung und zusammenfassende Wertung: Die an 216 Myocardproben
durchgeführten Messungen zeigen, 1.) daß durch Applikation unterschiedlicher
Perfusionslösungen unter exakt kontrollierten experimentellen Bedingungen am isolierten
Schweineherz deutliche Veränderungen des Trockengewichtes induziert werden, die einer
unterschiedlichen Ausprägung des Myöcardödems entsprechen; 2.) daß das Verteilungsmsuter
des Myocardödems heterogen ist und dabei unabhängig von den verwendeten
Perfusionslösungen einem "Muster" folgt mit Bevorzugung der freien Ventrikelwände und
geringem Ödem des Kammerseptums; 3) daß das ausgeprägte Myocardödem nach BDM-
Perfusion trotz der extrem positiven Erfahrungen mit dieser Substanz an isolierten
Muskelfasern gegen eine unmittelbare klinische Nutzung am gesamten Herzen spricht und 4.)
daß die mittels 3-D-Visualisierung erzielten Ergebnisse den Befunden der
Trockengewichtsmessungen entsprachen.
Die Bedeutung dieses Befindes ergibt sich daraus, daß eine Messung des Myocardödems auch
heute unter intravitalen Bedingungen weder am Großtiermodell noch unter
Intravitalbedingungen möglich ist. Daher stellt die hier vorgelegte Untersuchung einen ersten
Schritt dar, die durch das Myocardödem induzierten Veränderungen der Myocardtextur
mittels kernspintomographischer Untersuchungen zu messen und die gewonnenen
Schnittbildserien zur anschließenden Visualisierung einzusetzen, um so zu einer Beurteilung
des Myocardödems zu gelangen. Die in der vorliegenden Untersuchung erreichte qualitative
Visualisierung des Moycardödems stellt einen bedeutsamen methodischen Schritt dar. Wenn
eine entsprechende Standardisierung der Aufnahmemethode im MRT erreicht werden kann,
ist vorstellbar, daß neben der internen Kalibrierung der Meßwerte, wie sie hier vorgenommen
wurde, auch eine Bestimmung von Absolutwerten möglich werden könnte.
Die Möglichkeit einer adäquaten Detektion, Charaterisierung und Visualisierung des
Myocardödems unter Intravitalbedingen ist zweifellos von entscheidender wissenschaftlicher
und klinischer Bedeutung. Es würde einem entscheidenden Schritt im Verständnis
wesentlicher pathophysiologischer Prozesse, bei der frühen Diagnostik und bei des
zeitgerechten Therapie entsprechen. Die hier vorgelegte Promotionsarbeit stellt einen ersten
Schritt auf diesem Weg dar.
