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Die Myokardhypertrophie ist eine Anpassungsreaktion des Herzens auf verschiedene pathologische Stimuli wie der arteriellen Hypertonie, Herzklappen-Vitien, Myokardinfarkt, endokrine Stoffwechselstörungen sowie Mutationen von Genen kontraktiler Proteine. Die Antwort der Herzmuskelzelle auf einen hypertrophen Reiz ist gekennzeichnet durch ein verstärktes Zellwachstum ohne Zellteilung und auf molekularer Ebene durch die Induktion fetaler kardialer Gene kontraktiler Proteine. Auch wenn über den klinischen Aspekt der Myokardhypertrophie bereits ein umfangreiches Wissen vorliegt, wurden Details über die bei der Hypertrophie ablaufenden intrazellulären Signalwege erst in den letzten Jahren entdeckt. Der Calcineurin/NFAT Signalweg ist bei der Entstehung der Herzhypertrophie von großer Bedeutung. Die Aktivierung der Ca²+-Calmodulin-abhängigen Phosphatase Calcineurin führt zur einer Dephosphorylierung des Transkriptionsfaktors NFAT. Dies erlaubt die nukleäre Translokation, was zur einer Induktion von Genen führt, welche an der Entstehung der Myokardhypertrophie beteiligt sind. Nach dem heutigen Verständnis benötigt die Aktivierung des Calcineurin/NFAT-Signalweges die Bindung von Calmodulin sowie dauerhaft erhöhte Ca²+-Spiegel. Die Folge der Calcineurinaktivierung ist eine strukturelle Veränderung mit einem Shift der C-terminalen Autoinhibitorischen Domäne, so dass das aktive Phosphatase-Zentrum freigegeben wird. In dieser Arbeit untersuchen wir einen Mechanismus der gezielten proteolytischen Abspaltung der Autoinhibitorischen Domäne, welcher ebenfalls zu einer Enzymaktivierung führt. Die Stimulation von Ratten-Kardiomyozyten mit Angiotensin II führte zu einer Erhöhung der Calpain-Aktivität, was eine proteolytische Abspaltung der autoinhibitorischen Domäne von Calcineurin bedingte. Durch die Blockierung von Calpain konnte die Proteolyse verhindert werden. Die Calcineurin-Aktivität war nach Angiotensin II-Stimulation erhöht (310±29%) und bleib auch nach Wegnahme des Stimulus auf erhöhtem Niveau (214±17%). Wurde dem Medium während der Stimulation Calpain-Inhibitor hinzu gegeben, kam es nach Wegnahme des Angiotensin II-Stimulus zu einem deutlichen Absinken (110±19%) der Calcineurin-Aktivität. An Hand von immunhistochemischen Färbungen und von Transfektionsversuchen mit einem GFP-fusionierten Calcineurin konnte gezeigt werden, dass die Angiotensin II-Stimulation eine nukleäre Translokation von Calcineurin bewirkt. Die Calpain-Blockierung und somit die Unterdrückung des Calpain vermittelten Verdaus von Calcineurin erlaubt es diesem, den Zellkern wieder zu verlassen. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die Angiotensin II-Stimulation der Kardiomyozyten zu einer Erhöhung der Calpain-Aktivität führt. Diese wiederum bedingt eine proteolytische Abspaltung der Autoinhibitorischen Domäne von Calcineurin. Die Folge ist eine erhöhte Calcineurin-Aktivität, was eine nukleäre Translokation von Calcineurin auslöst. Nach dem Verlust der Autoinhibitorischen Domäne ist Calcineurin dauerhaft aktiv und nukleär lokalisiert, sogar nach Wegnahme des Hypertrophie-auslösenden Stimulus.
Patients with genetic cardiomyopathy that involves myocardial hypertrophy often develop clinically relevant arrhythmias that increase the risk of sudden death. Consequently, guidelines for medical device therapy were established for hypertrophic cardiomyopathy, but not for conditions with only anecdotal evidence of arrhythmias, like Fabry cardiomyopathy. Patients with Fabry cardiomyopathy progressively develop myocardial fibrosis, and sudden cardiac death occurs regularly. Because 24-hour Holier electrocardiograms (ECGs) might not detect clinically important arrhythmias, we tested an implanted loop recorder for continuous heart rhythm surveillance and determined its impact on therapy. This prospective study included 16 patients (12 men) with advanced Fabry cardiomyopathy, relevant hypertrophy, and replacement fibrosis in "loco typico." No patients previously exhibited clinically relevant arrhythmias on Holier ECGs. Patients received an implantable loop recorder and were prospectively followed with telemedicine for a median of 1.2 years (range 0.3 to 2.0 years). The primary end point was a clinically meaningful event, which required a therapy change, captured with the loop recorder. Patients submitted data regularly (14 +/- 11 times per month). During follow-up, 21 events were detected (including 4 asystole, i.e., ECG pauses >= 3 seconds) and 7 bradycardia events; 5 episodes of intermittent atrial fibrillation (>3 minutes) and 5 episodes of ventricular tachycardia (3 sustained and 2 nonsustained). Subsequently, as defined in the primary end point, 15 events leaded to a change of therapy. These patients required therapy with a pacemaker or cardioverter defibrillator implantation and/or anticoagulation therapy for atrial fibrillation. In conclusion, clinically relevant arrhythmias that require further device and/or medical therapy are often missed with Holier ECGs in patients with advanced stage Fabry cardiomyopathy, but they can be detected by telemonitoring with an implantable loop recorder.