Herzinsuffizienz ist ein Syndrom, bei dem das Herz nicht in der Lage ist, Blut mit einer Frequenz zu pumpen, die dem zellulären Sauerstoffbedarf in Ruhe oder bei Stress entspricht. Sie ist gekennzeichnet durch Flüssigkeitsansammlungen, Kurzatmigkeit und Müdigkeit, insbesondere bei Anstrengung. Herzinsuffizienz ist ein wachsendes Problem der öffentlichen Gesundheit, die Hauptursache für Krankenhausaufenthalte und eine der Hauptursachen für die Sterblichkeit. Die ischämische Herzkrankheit ist die Hauptursache für Herzinsuffizienz1.
Ventrikulärer Umbau bezieht sich auf Veränderungen in Struktur, Größe und Form des linken Ventrikels. Mit anderen Worten, beim ventrikulären Remodeling handelt es sich um eine Veränderung der linksventrikulären Architektur. Dieser architektonische Umbau des linken Ventrikels wird durch eine Verletzung (z. B. Myokardinfarkt), durch eine Drucküberlastung (z. B. systemische arterielle Hypertonie oder Aortenstenose) oder durch eine Volumenüberlastung (z. B. Mitralinsuffizienz) induziert. Da der ventrikuläre Umbau die Wandbelastung beeinflusst, hat er einen tiefgreifenden Einfluss auf die Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz.
Der Verlust von Myokardgewebe nach akutem Myokardinfarkt führt zu einer verminderten systolischen Ejektion und einem erhöhten linksventrikulären enddiastolischen Volumen und Druck. Der Frank-Starling-Mechanismus, der impliziert, dass ein erhöhtes enddiastolisches Volumen zu einem erhöhten Druck führt, der während der Systole entsteht, kann helfen, das Herzzeitvolumen wiederherzustellen. Die damit einhergehende erhöhte Wandspannung kann jedoch im nicht-inarktischen Segment eine regionale Hypertrophie induzieren, während es im inarktischen Bereich zu Ausdehnung und Ausdünnung kommen kann. Tierexperimentelle Studien zeigen, dass der Infarkt hypertrophiert und dass der Grad der Hypertrophie von der Infarktgröße2 abhängt.
Der Verlust von Myokardgewebe nach einem akuten Myokardinfarkt führt zu einem plötzlichen Anstieg der Belastungsbedingungen. Der Umbau nach einem Infarkt erfolgt im Rahmen einer Volumenüberlastung, da das gedehnte und erweiterte Infarktgewebe das linksventrikuläre Volumen erhöht. Ein erhöhtes ventrikuläres Volumen impliziert nicht nur eine erhöhte Vorlast (passive ventrikuläre Wandbelastung am Ende der Diastole), sondern auch eine erhöhte Nachlast (Gesamtbelastung der Myokardwand während des systolischen Ausstoßes). Die Nachlast wird erhöht, da der systolische Radius vergrößert wird. Daher ist der ventrikuläre Umbau nach Myokardinfarkt durch gemischte Merkmale von Volumenüberlastung und Drucküberlastung gekennzeichnet.
Das Myokard besteht aus 3 integrierten Komponenten: Kardiomyozyten, extrazelluläre Matrix und die Kapillarmikrozirkulation. Alle 3 Komponenten sind in den Umbauprozess eingebunden. Matrix-Metalloproteinasen, die von Entzündungszellen produziert werden, induzieren den Abbau von Kollagenstreben zwischen den Intermyozyten und das Gleiten der Kardiomyozyten. Dies führt zu einer Infarktausdehnung, die durch die überproportionale Ausdünnung und Erweiterung des Infarktsegmentsgekennzeichnet ist 3. In späteren Stadien des Umbaus kommt es zu einer interstitiellen Fibrose, die sich negativ auf die diastolischen Eigenschaften des Herzens auswirkt.
Das Gefäß- und Kardiomyozytenkompartiment im Myokard sollte während des ventrikulären Umbaus ausgeglichen bleiben, um Gewebehypoxie zu vermeiden4,5. Ob die Hypertrophie bis zur Herzinsuffizienz fortschreitet oder nicht, kann entscheidend von diesem Gleichgewicht zwischen dem Gefäß- und dem Kardiomyozytenkompartiment im Myokard abhängen.
Ein Modell der permanenten Ligatur der linken anterioren absteigenden Koronararterie bei Mäusen wird verwendet, um den ventrikulären Umbau und die Herzfunktion nach einem Myokardinfarkt zu untersuchen. Dieses Modell unterscheidet sich hinsichtlich Zielsetzung und pathophysiologischer Relevanz grundlegend vom Modell der transienten Ligatur der linken anterioren absteigenden Koronararterie. Bei diesem letztgenannten Modell der Ischämie/Reperfusionsverletzung kann das anfängliche Ausmaß des Infarkts durch Faktoren moduliert werden, die die Myokardrettung nach der Reperfusion beeinflussen6. Im Gegensatz dazu ist das Infarktgebiet 24 Stunden nach der permanenten Ligatur der linken vorderen absteigenden Koronararterie fixiert. Die Herzfunktion in diesem Modell wird beeinflusst durch 1) den Prozess der Infarktexpansion, der Infarktheilung und der Narbenbildung; und 2) die gleichzeitige Entwicklung von linksventrikulärer Dilatation, Herzhypertrophie und ventrikulärem Remodelling.