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Bibliographic Metadata

Title
Die Auswirkung von intravenösem Hämarginat auf die Induktion von HO-1 und den oxidativen Stress im Herzen : eingereicht von Frieda-Maria Kainz
Additional Titles
The effects of intravenous heme arginate on HO-1 expression and oxidative stress in the human heart
AuthorKainz, Frieda-Maria
Thesis advisorAndreas, Martin
Published2018
Description78 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionMay 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Hämarginat / HO-1 / Herzchirurgie
Keywords (EN)cardiac surgery / HO-1 / Heme arginate
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-13457 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Die Auswirkung von intravenösem Hämarginat auf die Induktion von HO-1 und den oxidativen Stress im Herzen [2.09 mb]
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Abstract (German)

1. Zusammenfassung

Zielsetztung:

Der ischämische Reperfusionsschaden kann womöglich durch die Zufuhr von HO-1 vermindert werden. Unsere bisherigen gesammelten Daten bestätigen, dass die Zufuhr von Hämarginat die Produktion von HO-1 in peripheren Blutzellen anregt.[1] Daher vermuten wir durch den Einfluss von HO-1 im menschlichen Herzen einen passenden Ansatzpunkt zur Linderung von Reperfusionsschäden gefunden zu haben.

Methodik:

Ein Placebo kontrolliertes, doppelblindes Studiendesign mit zwei Behandlungsgruppen und einer Placebogruppe wurde für diesen Zweck in 27 Patienten, welche einen Aortenklappenersatz bekamen, angewendet. Der Einfluss von HO-1 wurde im Rahmen einer klinischen Studie anhand von Myokardbiopsien vor und nach Klemmung der Aorta in einer Placebo-Gruppe (n=8), einer vorangegangenen Behandlung mit Hämarginat 1mg/kg (n=7) und 3mg/kg (n=9) analysiert. Ebenfalls im Rahmen dieser klinischen Studie wurde die Wirkung von HO-1 in den peripheren monozellulären Blutzellen beobachtet.

Als zusätzliche Parameter wurden Myoglobin, Kreatininkinase, Troponin-T und die reaktiven Sauerstoffarten im Plasma laut den Laborstandardmethoden gemessen.

Ergebnisse:

Insgesamt konnten 24 Patienten im Alter zwischen 48 - 80 Jahren untersucht werden. In den Biopsien, welche während der Operation an drei verschiedenen Stellen entnommen worden sind zeigte sich an jeder der drei Stellen ein stark signifikanter, dosisabhängiger Effekt auf die mRNA (rechter Ventrikel: 7.95.0 vs. 88.649.1 vs. 203.6148.7, p=0.001; rechter Vorhof: 10.88.8 vs. 229.8173.1 vs. 392.7195.7; p=0.002). Dies wurde durch eine starke Steigerung der HO-1 Proteinkonzentration im Gewebe des Vorhofs (84013889 vs. 2858510692 vs. 290228583, p<0.001) und einem leichten Anstieg im Gewebe des Ventrikels unterstützt (68424343 vs. 105344686 vs. 137528069, p=0.138).

Sowohl die Operation als auch die Infusion mit Hämarginat zeigten einen signifikanten Anstieg der HO-1 mRNA Konzentration in den peripheren monozellulären Blutzellen (p<0.001). Jedoch war kein Effekt der HO-1 Protein Konzentration in monozellulären Blutzellen zu beobachten.

Schlussfolgerung:

HO-1 ist ein gut bekanntes Zellprotein, welches das Gewebe vor ischämischen Reperfusionsschäden beschützt[2, 3]. In unserer Studie konnten wir einen signifikanten Effekt in unseren Behandlungsgruppen zeigen. Myokardiale HO-1 mRNA und Protein können dosisabhängig durch Hämarginat induziert werden. Hämarginat sollte in größeren Studienpopulationen getestet werden, um einen signifikanten Effekt nachzuweisen und es möglicherweise in den klinischen Alltag zu integrieren.

Abstract (English)

2. Abstract

Objectives:

Ischemia reperfusion injury may be attenuated by HO-1 induction. Our previous data confirmed a strong HO-1 induction in peripheral blood cells following heme arginate infusion in healthy humans[1].

Therefore, we propose that HO-1 induction in the human heart may be a suitable target to mitigate cardiac ischemia-reperfusion injury.

Methods:

A placebo controlled, double blind study design with two treatment groups and one placebo group was used for this purpose in 27 patients undergoing aortic valve replacement. The HO-1 induction was assessed in a clinical trial by myocardial biopsy prior to and after aortic cross clamping in subjects which received placebo (n=8), 1mg/kg (n=7) or 3mg/kg (n=9) heme arginate infused 24 hours prior to conventional aortic valve replacement. The HO-1 expression was measured in the clinical trial in peripheral blood mononuclear cells. As additional outcome, levels of myoglobin, creatine-kinase and troponin T and reactive oxygen species were measured in plasma according to standard laboratory procedures.

Results:

We finally analyzed 24 patients in the age between 48 -80 years. In the biopsies, which were taken while the operation in three different locations, a significant effect was shown. A strong, dose dependent effect on myocardial HO-1 mRNA levels was observed (right ventricle: 7.95.0 vs. 88.649.1 vs. 203.6148.7, p=0.001; right atrium: 10.88.8 vs. 229.8173.1 vs. 392.7195.7; p=0.002). This was paralleled by a profound increase of HO-1 protein concentration in atrial tissue (84013889 vs. 2858510692 vs. 290228583, p=0.002) and a small increase in ventricular tissue (68424343 vs. 105344686 vs. 137528069, p=0.138).

Surgery and heme arginate infusion significantly increased HO-1 mRNA concentration in peripheral blood mononuclear cells (p<0.001). However, no effect on plasma HO-1 protein levels could be detected.

Conclusion

HO-1 is a well-known cellular protein protecting the tissue from ischemia-reperfusion injury[2, 3]. Myocardial HO-1 mRNA and protein can be dose-dependently induced by heme arginate. In our study, we can show a significant outcome in our treatment groups. Heme arginate should be tested in a bigger cohort study to provide evidence and establish in the clinic.

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