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Wer profitiert am meisten von der Telemedizin? Patienten auf dem Land, in der Stadt, oder die mit einem langen Weg zum Kardiologen?

Telemedizin kann Leben retten – vor allem dort, wo der Weg zur kardiologischen Praxis weit ist. Eine neue Auswertung der vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten TIM-HF2-Studie zeigt dies eindrucksvoll.

Die drei Wissenschaftler stehen in Anzügen vor der Bühne des Kongresses.
Stefan Störk, Fabian Kerwagen und Friedrich Köhler (v.l.n.r.) stellten die aktuelle Studie am 18. Mai 2025, beim Heart Failure Congress der European Society of Cardiology in Belgrad vor. © privat

Herzinsuffizienz-Patientinnen und -Patienten, die weit von einer kardiologischen Versorgung entfernt leben, profitieren besonders stark von der telemedizinischen Überwachung. Ihre Sterblichkeit war bei der digitalen Fernüberwachung deutlich geringer. Die im Fachmagazin „Lancet Regional Health – Europe“ veröffentlichte Studie ist eine Kooperation der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Universitätskliniken in Würzburg und Hamburg und wurde beim Heart Failure Congress der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie von Prof. Dr. Stefan Störk (Leiter der Herzinsuffizienz-Ambulanz und Klinischen Forschung am DZHI), vorgestellt. Sie liefert wichtige Hinweise, wie Telemedizin helfen kann, Versorgungsungleichheiten zwischen Stadt und Land auszugleichen. Details zur Sekundärauswertung der kontrollierten multizentrischen Versorgungsstudie TIM-HF2 finden Sie in der Pressemeldung „Telemedizin gleicht Versorgungsnachteil aus“. 

Fabian Kerwagen, Stefan Störk, Kerstin Koehler, Eik Vettorazzi, Maximilian Bauser, Jasmin Zernikow, Gina Barzen, Meike Hiddemann, Jan Gröschel, Michael Gross, Christoph Melzer, Karl Stangl, Gerhard Hindricks, Friedrich Koehler, Sebastian Winkler, Sebastian Spethmann. Rurality, travel distance, and effectiveness of remote patient management in patients with heart failure in the TIM-HF2 trial in Germany: a pre-specified analysis of an open-label, randomised controlled trial. The Lancet Regional Health - Europe, 2025, 101321, ISSN 2666-7762, https://doi.org/10.1016/j.lanepe.2025.101321

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Die drei Wissenschaftler stehen in Anzügen vor der Bühne des Kongresses.
Stefan Störk, Fabian Kerwagen und Friedrich Köhler (v.l.n.r.) stellten die aktuelle Studie am 18. Mai 2025, beim Heart Failure Congress der European Society of Cardiology in Belgrad vor. © privat
Die Stimme als Frühwarnsystem fürs Herz

Zwei Studien aus Würzburg zeigen: Unsere Stimme verrät mehr über unseren Gesundheitszustand, als man denkt.

Screenshots aus der AHF-Voice-Anwendung
Benutzeroberfläche der speziell entwickelten Smartphone-Anwendung in der AHF-Voice-Studie. Die Anwendung ermöglicht die Aufzeichnung von drei verschiedenen Sprachaufgaben: spontanes Sprechen, anhaltende Vokale und das Lesen einer Textpassage, jeweils nacheinander. Außerdem ermöglicht die Anwendung dem Patienten, ein Gewichtstagebuch zu führen. Quelle: Zana Technologies GmbH

Die Stimme ist ein hochsensibler Spiegel unserer Gesundheit: Sie reagiert auf Flüssigkeitseinlagerungen, Nervenschäden, Lungenfunktion oder Erschöpfung. Schon kleinste Veränderungen in Klang, Tonhöhe oder Pausen beim Sprechen können Hinweise auf eine beginnende Verschlechterung geben – und das oft früher als klassische Symptome wie Atemnot. Der große Vorteil: Die Stimme lässt sich mit einem Smartphone einfach und regelmäßig messen – ideal für den Einsatz in der Telemedizin.

Stimme als Biomarker bei Herzinsuffizienz: Eine systematische Überprüfung

Die in Circulation: Heart Failure veröffentlichte Übersichtsarbeit zeigt, wie sich bestimmte Merkmale der Stimme bei Patientinnen und Patienten mit Herzschwäche messen lassen – und wie diese als sogenannte Stimmbiomarker helfen könnten, eine akute Krankheitsverschlechterung bei Herzschwäche (Herzinsuffizienz) frühzeitig zu erkennen. Herzinsuffizienz ist eine Volkskrankheit – sie betrifft weltweit über 64 Millionen Menschen und kann lebensbedrohlich werden, wenn sich Flüssigkeit im Körper staut. Genau hier setzt eine neue Idee an: Die menschliche Stimme verändert sich, wenn es dem Körper schlechter geht.

Der große Vorteil des Stimmbiomarkers ist, dass sich die Stimme ganz einfach über das Smartphone aufzeichnen und messen lässt – schnell, kontaktlos und ohne teure Geräte. Die Stimme könnte somit ein neuer Baustein in der digitalen Gesundheitsversorgung werden.

Maximilian Bauser, Fabian Kraus, Friedrich Koehler, Kristen Rak, Rüdiger Pryss, Christof Weiß, Andreas Hotho, Guy Fagherazzi, Stefan Frantz, Stefan Störk und Fabian Kerwagen. Voice Assessment and Vocal Biomarkers in Heart Failure: A Systematic Review. Circulation: Heart Failure. Apr 24, 2025. https://doi.org/10.1161/CIRCHEARTFAILURE.124.012303

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Stimmliche Biomarker bei Herzinsuffizienz: Design, Grundprinzip und Ausgangsmerkmale der AHF-Voice-Studie

Obwohl die bisherigen Ergebnisse zu stimmlichen Biomarkern bei Herzinsuffizienz sehr vielversprechend sind, steht die Forschung erst am Anfang und viele Fragen sind noch offen. Hier setzt die innovative AHF-Voice-Studie am Universitätsklinikum Würzburg am: Über 130 Patientinnen und Patienten mit akuter Herzschwäche (AHF für Acute Heart Failure) wurden während ihres Krankenhausaufenthalts und bis zu sechs Monate danach begleitet – und zwar mit täglichen Sprachaufnahmen per App. So wird erforscht, ob und wie sich stimmliche Veränderungen als Frühwarnzeichen für eine Verschlechterung des Gesundheitszustands nutzen lassen.

Erstmals werden dabei auch Zusammenhänge zwischen Stimmbildung, Flüssigkeitseinlagerung, Lungenfunktion und der anatomischen Veränderung der Stimmlippen untersucht – zum Teil mit aufwändigen Videoaufnahmen des Kehlkopfs und phoniatrischen Spezialaufnahmen. Ziel ist es, die Stimme als zuverlässiges, alltagstaugliches Warnsignal für eine sich anbahnende Dekompensation zu etablieren – lange bevor Beschwerden auftreten. Das Studiendesign wurde im Journal Frontiers in Digital Health veröffentlicht. 

Fabian Kerwagen, Maximilian Bauser, Magdalena Baur, Fabian Kraus, Caroline Morbach, Rüdiger Pryss, Kristen Rak, Stefan Frantz, Michael Weber, Julia Hoxha, Stefan Störk. Vocal Biomarkers in Heart Failure – Design, Rationale and Baseline Characteristics of the AHF-Voice Study. Frontiers in Digital Health, Mai 2025. Volume 7 - 2025, https://doi.org/10.3389/fdgth.2025.1548600

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Screenshots aus der AHF-Voice-Anwendung
Benutzeroberfläche der speziell entwickelten Smartphone-Anwendung in der AHF-Voice-Studie. Die Anwendung ermöglicht die Aufzeichnung von drei verschiedenen Sprachaufgaben: spontanes Sprechen, anhaltende Vokale und das Lesen einer Textpassage, jeweils nacheinander. Außerdem ermöglicht die Anwendung dem Patienten, ein Gewichtstagebuch zu führen. Quelle: Zana Technologies GmbH
Blutdruck im Lungenkreislauf sagt bei Patienten mit Herzinsuffizienz das Mortalitätsrisiko voraus

Seniorprofessorin Dr. Christiane Angermann vom DZHI Würzburg stellte auf der DGK-Jahrestagung 2025 in einer Late Breaking Clinical Trials Session eine Meta-Analyse von fünf Studien vor, in denen das Potenzial eines hämodynamischen Monitors zur Fernüberwachung des Drucks im Lungenkreislauf (CardioMEMS™-HF System, Abbott, Sylmar, USA) untersucht wurde.

Ziel der aktuellen Studie war, weitere Fragen zu klären, nämlich: 1.) Eignen sich diastolische, systolische und mittlere Druckwerte in der Pulmonalarterie gleichermaßen zur Abschätzung des Mortalitätrisikos? 2.) Ist das prognostische Potenzial der Druckwerte unabhängig davon, ob eine erhaltene oder eine reduzierte linksventrikuläre Pumpfunktion vorliegt? 3.) Sagen Veränderungen des Pulmonalisdrucks über einen Zeitraum von sechs Monaten nach der Versorgung mit einem Drucksensor längerfristige Veränderungen des Mortalitätsrisikos vorher?

Insgesamt werteten die Forschenden die Daten von mehr als 4.300 ambulanten Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz aus. Die Aggregation der Daten war möglich, weil demografische Daten, Begleiterkrankungen und der Zeitablauf der Nachuntersuchungen in den Studien ähnlich dokumentiert waren. Etwa zwei Drittel der Teilnehmenden hatten eine reduzierte Pumpfunktion,  ein Drittel eine erhaltene. Zu Beginn wurde der CardioMEMS-Sensor jeweils in eine Lungenarterie implantiert, , womit täglich die Pulmonalisdrucke auf eine nur dem Betreuungsteam zugängliche Internetplattform übermittelt wurden. Der Ausgangsdruck und die Druckveränderung zwischen dem Ausgangswert und dem 6-Monatswert wurden mit der Gesamtmortalität über einen Zeitraum von zwei Jahren in Beziehung gesetzt.

Die zentralen Ergebnisse: Je höher der Lungendruck zu Studienbeginn war, desto höher war das Risiko, innerhalb von zwei Jahren zu versterben. Diastolischer, systolischer und mittlerer Pulmonalisdruck hatten eine ähnliche prognostische Bedeutung. . Wenn die Drücke innerhalb von sechs Monaten sanken, verminderte sich das Sterberisiko, wenn sie stiegen, erhöhte es sich  dramatisch. Diese Zusammenhänge waren für Teilnehmende mit eingeschränkter bzw. erhaltener Pumpfunktion sehr ähnlich. 

Die Studie zeigt, dass eine hämodynamisch gesteuerte Therapieoptimierung mit dem Ziel, den Druck im Lungenkreislauf zu senken, die Qualität der ambulanten Betreuung signifikant verbessern und die Chance auf ein längeres Überleben eröffnen könnte2. „Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz, die den Studienteilnehmenden ähneln, darf diese Überwachungs- und Therapieoption nicht länger vorenthalten werden“, so Christiane Angermann, „und zwar unabhängig davon, ob sie eine erhaltene oder reduzierte linksventrikuläre Pumpfunktion haben.“ 

Zile MR et al. Relationship Between Remote, Ambulatory Pulmonary Artery Pressures, and All-Cause Mortality in Patients With Chronic Heart Failure. Circ Heart Fail. 2025:e012754. doi: 10.1161/circheartfailure.124.012754

Bericht auf dem Portal Herzmedizin.de der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie – Herz und Kreislaufforschung e. V. und dem Bundesverband Niedergelassener Kardiologen (BNK):Angermann CE: Ambulatory pulmonary artery pressures predict mortality in patients with chronic heart failure: Pooled analysis from five CardioMEMS Trials91. Jahrestagung der DGK, Mannheim, Late Breaking Clinical Trials I, 24. April 2025; CardioMEMS | DGK-Jahrestagung 2025

Der Anrep-Effekt bei septischem Schock: ein Mechanismus der kardialen Anpassung

Bei septischem Schock wird Noradrenalin häufig zur Erhöhung des Blutdrucks eingesetzt, aber wie es die Herzfunktion verbessert, war bisher unklar. In dieser Studie wird eine wichtige Herzanpassung, der so genannte Anrep-Effekt, identifiziert, bei dem das Herz auf einen erhöhten Gefäßwiderstand (Nachlast) mit einer Steigerung seiner eigenen Kontraktilität und einer Verlängerung der Systolendauer reagiert.

Druck-Volumen-Schleifen zur Veranschaulichung der linksventrikulären (LV) Dynamik vor (blau) und nach (rot) der Verabreichung von Noradrenalin (NE). Die Nachlast steigt nach NE an, wie die steilere Neigung der roten gestrichelten Linie zeigt, die die effektive arterielle Elastanz (Ea) darstellt. Parallel dazu steigt die myokardiale Kontraktilität an, was sich in der steileren Neigung der endsystolischen Druck-Volumen-Beziehung (endsystolische Elastizität, Ees) widerspiegelt, die durch die rote durchgezogene ansteigende Linie angezeigt wird. Diese Veränderungen zeigen die adaptive Reaktion des Herzens auf NE durch erhöhte Kontraktilität und erhöhten Gefäßwiderstand.

Dies trägt dazu bei, das Schlagvolumen trotz schwerer Kreislaufbelastungen aufrechtzuerhalten. Das Verständnis dieses Mechanismus liefert neue Informationen darüber, wie Noradrenalin das Herz bei kritischen Erkrankungen unterstützt, und könnte zu einem gezielteren kardiovaskulären Management bei Sepsis führen.

 

Vasco Sequeira, Christoph Maack, Gert-Hinrich Reil, Jan-Christian Reil. The Anrep effect in septic shock: a mechanism of cardiac adaptation. British Journal of Anaesthesia. Volume 134, Issue 4, 2025. Pages 1204-1207, ISSN 0007-0912, https://doi.org/10.1016/j.bja.2025.01.023.

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Druck-Volumen-Schleifen zur Veranschaulichung der linksventrikulären (LV) Dynamik vor (blau) und nach (rot) der Verabreichung von Noradrenalin (NE). Die Nachlast steigt nach NE an, wie die steilere Neigung der roten gestrichelten Linie zeigt, die die effektive arterielle Elastanz (Ea) darstellt. Parallel dazu steigt die myokardiale Kontraktilität an, was sich in der steileren Neigung der endsystolischen Druck-Volumen-Beziehung (endsystolische Elastizität, Ees) widerspiegelt, die durch die rote durchgezogene ansteigende Linie angezeigt wird. Diese Veränderungen zeigen die adaptive Reaktion des Herzens auf NE durch erhöhte Kontraktilität und erhöhten Gefäßwiderstand.
Erkenntnisse aus ([¹⁸F]-FDG)-PET bei Arrhythmogener Kardiomyopathie

Die Arrhythmogene Kardiomyopathie (ACM) ist eine erbliche Erkrankung des Herzmuskels. Patientinnen und Patienten zeigen häufig klinische Symptome wie Herzrhythmusstörungen und Herzschwäche sowie kardiale Umbauprozesse und akute Herzmuskelentzündungen.

Die repräsentativen in vivo PET Aufnahmen zeigen eine deutliche lokalisierte 18F-FDG Aufnahme (weißer Zirkel) im Herz von Mäusen, die aufgrund einer Mutation kein Jup mehr bilden (Jup KO), wohingegen im Herzen von gesunden Mäusen (Ctr) keine 18F-FDG Aufnahme zu erkennen ist.

ACM wird in der Regel durch Mutationen verursacht, die Zell-Zell-Verbindungen betreffen, insbesondere kardiale Desmosomen, darunter das Junctional Plakoglobin (Jup). Bis heute gibt es keine adäquate Therapie für ACM und die klinische Diagnose ist oft herausfordernd. Um Entzündungsmuster und kardiale Umbauprozesse bei Risikopatienten besser zu diagnostizieren, werden Methoden mit höherer Spezifität und Sensitivität benötigt. Die Kardiovaskuläre Genetik am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) hat in ihrer Studie, die im Journal of the American Heart Association veröffentlicht wurde, die Muster der [18F]-Fluordesoxyglukose ([18F]-FDG)-Aufnahme in einem Modellsystem der Jup-assoziierten ACM untersucht, um deren diagnostisches Potenzial im Kontext der ACM besser zu verstehen.

Das Team um Prof. Dr. Brenda Gerull ist es gelungen, den humanen kardialen Phänotyp der ACM im Jup-Mausmodell abzubilden. Jup-defiziente Mäuse (Jup KO) wiesen histomorphologisch Zeichen einer Herzmuskelentzündung und echokardiographisch eine beginnende Herzschwäche auf. Positronen-Emissions-Tomographie (PET)-Untersuchungen zeigten, dass 18F-FDG im Herzen von Jup KO-Tieren aufgenommen wurde, während gesunde Tiere kein entsprechendes Signal zeigten (siehe Abbildung). Weitere Korrelationsstudien ex vivo zeigten, dass die vermehrte 18F-FDG-Aufnahme vor allem in den hypermetabolischen Bereichen des Herzens auftrat, in denen die Herzmuskelzellen von Fettsäure- auf Glukosestoffwechsel umstellten. Entzündungsbereiche korrelierten dagegen weniger stark mit dem 18F-FDG-Signal, so dass insgesamt das positive18F-FDG-Signal eher durch metabolische Veränderungen erklärt werden kann. Weitere longitudinale Studien auch zu früheren Krankheitsstadien mit stärkeren Entzündungskomponenten sind geplant. 

Information zur ([¹⁸F]-FDG)-PET

Die [¹⁸F]-Fluordesoxyglukose ([¹⁸F]-FDG)-Aufnahme ist ein diagnostisches Verfahren, das vor allem in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet wird, um den Zuckerstoffwechsel im Körper sichtbar zu machen. Dazu erhält der Patient ein radioaktives Glukose-Analogon: [¹⁸F]-FDG. Glukose ist mit dem radioaktiven Isotop Fluor-18 markiert. Anders als echte Glukose kann [¹⁸F]-FDG nicht vollständig abgebaut werden. Das radioaktive Fluor-18 zerfällt und sendet Positronen aus, die von der PET-Kamera detektiert werden. So entsteht ein Bild, das zeigt, wo besonders viel Zucker umgesetzt wird.

 

Tatjana Williams, Regina Groß, Anahi-Paula Arias-Loza, Peter Nordbeck, Mike Noerpel, Alexandra Cirnu, Laura Kimmel, DiyaaEldin Ashour, Gustavo Ramos, Jens Waschke, Takahiro Higuchi, Brenda Gerull. Illuminating Cardiac Remodeling: Insights From [18F]-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography Imaging in Plakoglobin-Associated Arrhythmogenic Cardiomyopathy. J Am Heart Assoc. 2025 Mar 4;14(5):e038331. doi: 10.1161/JAHA.124.038331. Epub 2025 Mar 3. PMID: 40028850.

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Die repräsentativen in vivo PET Aufnahmen zeigen eine deutliche lokalisierte 18F-FDG Aufnahme (weißer Zirkel) im Herz von Mäusen, die aufgrund einer Mutation kein Jup mehr bilden (Jup KO), wohingegen im Herzen von gesunden Mäusen (Ctr) keine 18F-FDG Aufnahme zu erkennen ist.
Wie ein Cannabinoid-sensitiver Rezeptor das Herz beeinflusst: Neue Erkenntnisse zu GPR55

Da immer mehr Länder Cannabis legalisieren und der Konsum steigt, ist es von großer Bedeutung zu verstehen, welche Rolle Cannabinoide und deren Rezeptoren im Herzen spielen.

Die Studie hat gezeigt, dass eine Defizienz des GPR55 Rezeptors insbesondere im weiblichen Geschlecht, bereits unter physiologischen Bedingungen maßgeblich die Struktur und Funktion des Herzens modifiziert. Hierzu zählen ein vergrößertes Füllungsvolumen der linken Herzkammer, ein verlangsamter Herzschlag, eine veränderte Sarkomer-Kontraktion, erhöhte zytosolische Konzentration des für die Kontraktion der Herzmuskelzellen notwendigen Kalziums (Ca2+) sowie eine beschleunigte mitochondriale Atmung ohne Präferenz für bestimmte Energiesubstrate. Weiterhin konnten wir zeigen, dass bei einer hormonell ausgelösten Druckbelastung des Herzens durch Stimulation des AT1 Rezeptors mit Angiotensin II, eine GPR55 Defizienz keinen Einfluss auf die kompensatorische Größenzunahme von Herz und Herzmuskelzellen ausübt jedoch pathologischen Veränderungen wie maladaptiver Gen-Expression und dem Verlust der Anpassungsfähigkeit der Pumpfunktion (Erhöhung der Ejektionsfraktion, EF) an erhöhte Belastungen entgegen wirkt.
Portraitfoto von Sarah-Lena Puhl vom Institute for Cardiovascular Prevention (IPEK) an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Sarah-Lena Puhl vom Institute for Cardiovascular Prevention (IPEK) an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)

Cannabis aktiviert verschiedene G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und kann bei fortwährendem Konsum Bradykardie (verlangsamter Herzschlag) und Hypotonie (niedriger Blutdruck) verursachen. Zudem legen in vitro Studien nahe, dass Stimulation von Cannabinoid-Rezeptoren die Kontraktionskraft und Hypertrophie von Kardiomyozyten, also die stress-bedingte Zunahme der Zellgröße, beeinflussen könnten.

Forschende aus München, Würzburg und Aachen um Sarah-Lena Puhl vom Institute for Cardiovascular Prevention (IPEK) an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und dem DZHI am UKW haben nun die Rolle des Cannabinoid-sensitiven Rezeptors GPR55 in der Regulation der Herzfunktion, des Kardiomyozyten-Stoffwechsels und der Hypertrophie an Mäusen untersucht. Dabei zeigte sich, dass dieser Rezeptor besonders bei weiblichen Mäusen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Funktion von Herzmuskelzellen und deren Reaktion auf Belastungen wie Bluthochdruck hat.

Weibliche Mäuse ohne GPR55 zeigten in Abwesenheit kardialer Belastung bereits eine veränderte Herzfunktion und Struktur: ein größeres Füllungsvolumen, verlangsamten Herzschlag und schnellere Kontraktionen der kontraktilen Einheiten der Herzmuskelzellen, der Sarkomere. Diese Veränderungen waren verbunden mit einer Hochregulation von Faktoren, die den Glukose- und Fettsäuretransport fördern, sowie einer beschleunigten mitochondrialen Atmung. Bei experimentell erzeugter hypertensiver Herzerkrankung (durch das Hormon Angiotensin II) schützte die GPR55-Defizienz die weiblichen Herzen vor schädlichen Veränderungen, wie gestörtem Stoffwechsel und Verlust der Fähigkeit, die Pumpleistung des Herzens zu erhöhen, um unter Stressbedingungen den erhöhten Blutversorgungsbedarf des Körpers zu decken (kontraktile Reserve).

Das heißt: Insbesondere in weiblichen Mäusen modifiziert ein Fehlen der GPR55 Aktivität Herzfunktion und -stoffwechsel erheblich und mildert die maladaptiven Umbauprozesse des Herzens als Antwort auf Belastungen, wie Bluthochdruck, ab. GPR55 könnte also ein vielversprechendes Ziel für neue Behandlungen sein, um hypertensive Herzkrankheiten – insbesondere bei Frauen – zu behandeln. Der Rezeptor bietet demnach potentielle, neue Ansätze, um schädliche Anpassungen des Herzens bei druck-induzierten Herzerkrankungen entgegen zu wirken.

 

Brigitte Schopohl, Michael Kohlhaas, Alexander G. Nickel, Anna-Florentine Schiuma, Sanne L. Maas, Emiel P. C. van der Vorst, Yi Xuan Shia, Christoph Maack, Sabine Steffens, Sarah-Lena Puhl. Gpr55 deficiency crucially alters cardiomyocyte homeostasis and counteracts angiotensin II induced maladaption in female mice. Br J Pharmacol. 2025 Feb;182(3):670-691. doi: 10.1111/bph.17350. Epub 2024 Oct 20. PMID: 39428581.

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Die Studie hat gezeigt, dass eine Defizienz des GPR55 Rezeptors insbesondere im weiblichen Geschlecht, bereits unter physiologischen Bedingungen maßgeblich die Struktur und Funktion des Herzens modifiziert. Hierzu zählen ein vergrößertes Füllungsvolumen der linken Herzkammer, ein verlangsamter Herzschlag, eine veränderte Sarkomer-Kontraktion, erhöhte zytosolische Konzentration des für die Kontraktion der Herzmuskelzellen notwendigen Kalziums (Ca2+) sowie eine beschleunigte mitochondriale Atmung ohne Präferenz für bestimmte Energiesubstrate. Weiterhin konnten wir zeigen, dass bei einer hormonell ausgelösten Druckbelastung des Herzens durch Stimulation des AT1 Rezeptors mit Angiotensin II, eine GPR55 Defizienz keinen Einfluss auf die kompensatorische Größenzunahme von Herz und Herzmuskelzellen ausübt jedoch pathologischen Veränderungen wie maladaptiver Gen-Expression und dem Verlust der Anpassungsfähigkeit der Pumpfunktion (Erhöhung der Ejektionsfraktion, EF) an erhöhte Belastungen entgegen wirkt.
Portraitfoto von Sarah-Lena Puhl vom Institute for Cardiovascular Prevention (IPEK) an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Sarah-Lena Puhl vom Institute for Cardiovascular Prevention (IPEK) an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Semaglutid: Mehr als ein Mittel zur Gewichtsreduktion – Hoffnung für die Herzgesundheit

In einer aktuellen Studie hat die Translationale Forschung aus dem DZHI gemeinsam mit einem Team der Endokrinologie untersucht, wie Semaglutid, ein GLP-1-Rezeptor-Agonist (GLP-1-RA) zur Behandlung von Übergewicht, auch positive Effekte auf das Herz haben kann.

Die Grafik zeigt, wie der Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonist (GLP-1-RA) Semaglutid die Funktion von Kardiomyozyten bei Ratten, die einer fettreichen/fruktosereichen Diät (HFD) ausgesetzt waren, wiederherstellt.
Die Grafik zeigt, wie der Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonist (GLP-1-RA) Semaglutid die Funktion von Kardiomyozyten bei Ratten, die einer fettreichen/fruktosereichen Diät (HFD) ausgesetzt waren, wiederherstellt. Mithilfe von Fluoreszenz- und Patch-Clamp-Technologien an isolierten Herzmuskelzellen demonstrierte das Team, dass Semaglutid die durch HFD ausgelöste Aktivierung von L-Typ-Calciumkanälen, erhöhte Kalziumspiegel im Zytosol und Hyperkontraktilität rückgängig macht. Diese Ergebnisse könnten erklären, warum GLP-1-RAs bei Patienten mit Adipositas, mit oder ohne Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion, von Vorteil sind, jedoch weniger bei Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion.
Portraitfoto von Vasco Sequeira und Ulrich Dischinger
Vasco Sequeira (rechts) und Ulrich Dischinger (links)

Bei stark übergewichtigen Ratten, die durch eine fettreiche Ernährung Herzprobleme entwickelt hatten, zeigte sich, dass die Funktion der Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) gestört war: verstärkte L-Typ-Kalziumströme und eine erhöhte Kalziumspeicherung im Sarkoplasmatischen Retikulum (SR). Das heißt: Der Kalziumhaushalt in diesen Zellen war überaktiv, was zu übermäßigen Kontraktionen führte.

Semaglutid konnte diese Überaktivität normalisieren. Es reduzierte die überschüssige Kalziumspeicherung in den Zellen und brachte die Funktion der Herzmuskelzellen auf ein gesünderes Niveau zurück. Diese Ergebnisse sind besonders wichtig für die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz und erhaltener Pumpleistung (HFpEF), einer Form der Herzschwäche, die bei übergewichtigen Menschen häufig auftritt.

Neben der bekannten Wirkung auf das Gewichtsmanagement könnte Semaglutid also auch direkt das Herz schützen und die Lebensqualität von Betroffenen verbessern. Die Studie liefert mechanistische Beweise dafür, warum der Wirkstoff in klinischen Studien bereits positive Effekte bei herzkranken, übergewichtigen Patientinnen und Patienten gezeigt hat.

Die Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten, Semaglutid und ähnliche Medikamente gezielt zur Behandlung von Herzproblemen einzusetzen, bei denen der gestörte Kalziumhaushalt eine Rolle spielt. Weitere Studien könnten dazu beitragen, die Rolle dieser Medikamente bei der Therapie metabolisch bedingter Herzkrankheiten besser zu verstehen.

 

Vasco Sequeira, Julia Theisen, Katharina J. Ermer, Marie Oertel, Anton Xu, David Weissman, Katharina Ecker, Jan Dudek, Martin Fassnacht, Alexander Nickel, Michael Kohlhaas, Christoph Maack, Ulrich Dischinger. Semaglutide normalizes increased cardiomyocyte calcium transients in a rat model of high fat diet-induced obesity. ESC Heart Fail. 2024 Oct 31. doi: 10.1002/ehf2.15152. Epub ahead of print. PMID: 39482267.

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Die Grafik zeigt, wie der Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonist (GLP-1-RA) Semaglutid die Funktion von Kardiomyozyten bei Ratten, die einer fettreichen/fruktosereichen Diät (HFD) ausgesetzt waren, wiederherstellt.
Die Grafik zeigt, wie der Glucagon-like Peptide-1-Rezeptor-Agonist (GLP-1-RA) Semaglutid die Funktion von Kardiomyozyten bei Ratten, die einer fettreichen/fruktosereichen Diät (HFD) ausgesetzt waren, wiederherstellt. Mithilfe von Fluoreszenz- und Patch-Clamp-Technologien an isolierten Herzmuskelzellen demonstrierte das Team, dass Semaglutid die durch HFD ausgelöste Aktivierung von L-Typ-Calciumkanälen, erhöhte Kalziumspiegel im Zytosol und Hyperkontraktilität rückgängig macht. Diese Ergebnisse könnten erklären, warum GLP-1-RAs bei Patienten mit Adipositas, mit oder ohne Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion, von Vorteil sind, jedoch weniger bei Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion.
Portraitfoto von Vasco Sequeira und Ulrich Dischinger
Vasco Sequeira (rechts) und Ulrich Dischinger (links)