Kardiale Auswirkungen einer Feinstaub Langzeitbelastung in einem Mausmodell

Abstract

Die schädlichen Auswirkungen von verunreinigter Luft sind allgemein akzeptiert, jedoch kann Luftverschmutzung nicht als direkte Todesursache angesehen werden. Aktuelle epidemiologische Untersuchungen belegen die Bedeutung erhöhter Feinstaubkonzentrationen nicht nur für die Progression, sondern auch für die Entstehung kardialer Erkrankungen. Für Ballungszentren konnte ein Zusammenhang zwischen erhöhter PM_2,5 Exposition und kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität nachgewiesen werden. Während in den meisten tierexperimentellen Untersuchungen ein Zusammenhang zwischen kurzzeitiger PM2,5 Exposition und kardialer Morbidität nachgewiesen werden konnte, beschreibt die hier vorliegende Arbeit eine myokardiale Dysfunktion nach einer Langzeit PM_2,5 Exposition, die über eine bedeutende Lebensspanne der Maus durchgeführt wurde, ohne vorherige Prädisposition. Nach neunmonatiger PM_2,5 Exposition konnten wir eine kardiale Dysfunktion, sowie pathophysiologische kardiomyozytäre Veränderungen nachweisen. Auf molekularer Ebene konnten wir eine veränderte Expression kontraktiler Proteine nach neunmonatiger PM_2,5 Exposition nachweisen. Diese veränderte Expression kontraktiler Proteine sind pathognomonisch für eine kardiale Hypertrophie und sind bei einer Vielzahl unterschiedlicher kardialer Erkrankungen bei Menschen und Tieren nachzuweisen, die pathophysiologische Veränderungen im Sinne einer kardialen Hypertrophie induzieren. Darüber hinaus konnten wir eine vermehrte Expression pro-fibrotischer Gene, sowie einen kardialen Bindegewebsumbau im Sinne einer kardialen Fibrose, nachweisen. Weiterhin kam es zu einer reduzierten Kalziumwiederaufnahme nach myozytärer Kontraktion. Die in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Mechanismen sind übereinstimmend und für eine beginnende Herzinsuffizienz wegweisend.<br /> Zusammenfassend konnten wir in der hier vorliegenden Arbeit den Nachweis erbringen, dass eine chronische Exposition mit physiologisch relevanten PM_2,5 Konzentrationen über eine bedeutende Lebenszeitspanne kardiale Veränderungen im Sinne einer beginnenden Herzinsuffizienz verursacht. Diese Ergebnisse belegen die Bedeutung für Luftverschmutzung als einen unabhängigen Risikofaktor für die Entwicklung kardiovaskulärer Erkrankungen.