Erhöhte endogene Relaxin Expression im Myokard spontan-hypertensiver Ratten: Auswirkungen auf Inotropie und myokardiale Hypertrophie

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den endogenen myokardialen Spiegeln und den inotropen Effekten des Peptidhormons Relaxin und ihren Veränderungen im Gefolge einer Myokardhypertrophie bei arteriellem Hypertonus. Die Untersuchungen werden am Modell der spontan-hypertensiven Ratte durchgeführt. Relaxin ist ein vor 80 Jahren erstmals beschriebenes Peptidhormon. Wurden zunächst umfassende Einflüsse auf das Bindegewebe, die Uterusmuskulatur und die Brustdrüse während der Schwangerschaft entdeckt und Relaxin als „Schwangerschaftshormon“ klassifiziert, so fand man in den letzten dreißig Jahren zahlreiche Effekte von Relaxin auf Hypophyse, das Gefäßsystem, die Nierenfunktion, das Herz und die Blutgerinnung sowie Effekte auf das Bindegewebe auch außerhalb der Schwangerschaft. 2001 wurde Relaxin als kompensatorischer Mediator im komplexen Zusammenspiel zahlreicher neurohumoraler Faktoren im Rahmen der Herzinsuffizienz beim Menschen beschrieben. Eine Hypertrophie des Herzmuskels als Antwort auf erhöhte hämodynamische Belastung des Herzens wird durch eine Vielzahl verschiedener physiologischer (Sportler) und pathologischer Stimuli ausgelöst. In den letzten Jahren zeigte sich zunehmend, dass auch die nichtmyozytären Anteile des Herzen, also insbesondere die Fibroblasten mit der von ihnen regulierten extrazellulären Matrix (ECM), einen wesentlichen Anteil an dem zunächst physiologischen, dann jedoch verhängnisvollen Umbau des Herzens im Rahmen der sich entwickelnden Herzinsuffizienz haben. Sind Hypertrophie der Myozyten und Fibrose des Herzen möglicherweise zunächst als eine vorteilhafte Anpassung anzusehen, so sind sie im weiteren Verlauf verbunden mit einer Erhöhung des Risikos für die Entwicklung einer diastolischen und systolischen Herzinsuffizienz und maligner Herzrhythmusstörungen. In der vorliegenden Arbeit wird erstmals nachgewiesen, dass die linksatriale und linksventrikuläre Relaxinexpression bei spontan-hypertensiven Ratten (SHR) verglichen mit normotensiven Artgenossen auf mRNA- und rRLX-3-Protein-Ebene erhöht ist und innerhalb der Gruppe der SHR invers mit der ventrikulären und atrialen Myokardmasse korreliert. Positiv inotrope Effekte von Relaxin auf atriales, nicht aber auf ventrikuläres Myokard, konnten bestätigt werden und unterschieden sich – im Gegensatz zu den deutlich verminderten positiv- inotropen Wirkungen des β-Agonisten Isoprenalin - in der Gruppe der SHR nicht von den positiv-inotropen Effekten in der Kontrollgruppe. Damit gelang erstmals im Tiermodell der Nachweis einer erhaltenen atrialen positiven Inotropie durch Relaxin bei chronischer Hypertonie und Hypertrophie. Die Befunde weisen darauf hin, dass die erhöhte endogene linkskardiale Relaxinexpression bei chronischer arterieller Hypertension der Entwicklung einer kardialen Hypertrophie/Fibrose entgegenwirkt.

For the first time the peptide hormone relaxin was described 80 years ago. While in the first decades mainly effects on connective tissue, uterus and mammary gland during pregnancy were discovered and relaxin was classified a “pregnancy hormone”, during the past 30 years various effects on pituitary gland, blood vessels, kidney, heart, blood-coagulation and effects on connective tissue independent of pregnancy were discovered. In 2001 relaxin was for the first time proven to be a player in the complex interactions of neurohumoral factors of human heart failure. Myocardial hypertrophy as consequence of an increased cardiac workload is caused by many various physiologic (sportsmen) and pathologic stimuli. In recent years it became more and more evident that also the non-myocyte parts of the heart, especially the fibroblasts and the extra-cellular matrix (ECM) contribute fundamentally to the initially physiologic but later detrimental cardiac remodelling during heart failure. Even if hypertrophy and fibrosis may be beneficial in early stages of chronically increased cardiac stress in later stages these changes are accompanied by the increasing risk of cardiac failure and malign arrhythmias. In this publication for the first time evidence is provided that left-ventricular and left-atrial transcription and translation of relaxin in spontaneous hypertensive rats (SHR) is elevated compared with normotensive rats. Furthermore there is evidence of an inverse correlation of relaxin expression and myocardial hypertrophy. Known positively inotropic effects on atrial myocardium were confirmed – but while the positively inotropic effects of the β-agonistic isoprenaline are relevantly attenuated in hypertrophic rat hearts the positively inotropic effects of relaxin are fully preserved. This is the first prove of preserved positively inotropic effects of relaxin in chronic hypertension and myocardial hypertrophy. The results strongly support the assumption that increased endogenous left-cardiac expression of relaxin in spontaneous hypertensive rats counteracts myocardial hypertrophy and fibrosis.