Pathophysiology of the failing heart

Abstract

Bei Herzinsuffizienz führt häufig eine primäre myokardiale Schädigung zur Aktivierung kompensatorischer Gegenregulationsmechanismen, die unmittelbar zur Progression der Herzinsuffizienz beitragen (Circulus vitiosus). Am Myokard selbst kommt es neben kompensatorischer Hypertrophie zu Dilatation und Gefügeumbau (Remodeling). Darüber hinaus treten Störungen der Endothelfunktion und Veränderungen der Skelettmuskulatur auf. Hinzu kommen spezifische subzelluläre Veränderungen auf der Ebene der Myozyten, die letztendlich zu einer gestörten Funktion der physiologischen Regulationsmechanismen der myokardialen Kontraktilität führen. Störungen des intrazellulären Ca2+-Stoffwechsels beruhen insbesondere auf einer verminderten Ca2+-Wiederaufnahmekapazität des sarkoplasmatischen Retikulums und einer vermehrten Aktivität des sarkolemmalen Na+/Ca2+-Austauschers. In der Konsequenz führt die Abnahme der intrazellulären systolischen Ca2+-Konzentration bei steigender Schlagfrequenz zur verminderten Aktivierung der kontraktilen Proteine und damit zu der beobachteten negativen Kraft-Frequenz-Beziehung. Die verminderte Expression myokardialer beta-Rezeptoren und Störungen im Bereich der Kopplungsproteine führen zu einer reduzierten Stimulierbarkeit der Adenylatzyklase und einer Abnahme des cAMP-Gehaltes der Myozyten. Hierdurch ist am insuffizienten menschlichen Herzen die Phosphorylierung intrazellulärer Funktionsproteine vermindert. Dies führt zu einer weiteren Abnahme der Ca2+-Wiederaufnahme in das sarkoplasmatische Retikulum und möglicherweise zu einer gesteigerten Ca2+-Sensitivität der kontraktilen Proteine. Der Frank-Starling-Mechanismus scheint am isolierten menschlichen Myokard bei Herzinsuffizienz weitgehend erhalten zu sein. Unter physiologischen Bedingungen kommt es zu einem engen Zusammenspiel dieser Regulationsmechanismen. beta-Rezeptor-Stimulation steigert unmittelbar die myokardiale Kontraktionskraft, führt aber auch zur Potenzierung der Kraft-Frequenz-Beziehung und möglicherweise zu einer Abschwächung der Ca2+-Ansprechbarkeit der kontraktilen Proteine und damit zu einer verminderten Wirksamkeit des Frank-Starling-Mechanismus. Eine Abschwächung der beta-adrenergen Stimulierbarkeit des Myokards kann deshalb zu einer weiteren Verschlechterung der Kraft-Frequenz-Beziehung führen. Inwiefern vasoaktive Peptide (Endothelin, Angiotensin) in diese Regulationsmechanismen bei Herzfrequenz eingreifen, ist derzeit offen.