Elektrisches Remodeling bei Vorhofflimmern

Summary

Atrial fibrillation is associated with changes in atrial electrophysiology that facilitate the initiation and persistence of the arrhythmia. The underlying cellular and molecular mechanisms are diverse; they have intensively been investigated over the past few years. The results, that have substantially improved the understanding of the pathophysiology of atrial fibrillation are reviewed. On the cellular level, atrial fibrillation leads to a strong shortening and an impaired rate adaptation of the action potential as well as changes in action potential morphology. Atrial fibrillation is associated with an altered gene expression of the L-type calcium channel (I_Ca,L) and of potassium channels (I_to, I_K1, I_KACh). The molecular mechanisms of intraatrial conduction slowing are less well understood; changes in the expression or distribution of gap junction proteins or a decrease of the fast sodium inward channel (I_Na) seem to be involved. A trigger for many of the observations is an overload of the myocyte cytoplasm with Ca²⁺ and a consecutive decrease of the systolic calcium gradient, furthermore changes in calcium-handling proteins are detectable in atrial fibrillation. In the last part, the clinical relevance and potential new therapeutic approaches are discussed.

Zusammenfassung

Vorhofflimmern führt zu Veränderungen der atrialen Elektrophysiologie, wodurch das Auftreten und der Erhalt der Arrhythmie begünstigt werden. Die zellulären und molekularen Mechanismen dieses Prozesses sind vielfältig, sie waren in den letzten Jahren Gegenstand intensiver Forschungsbemühungen die wesentlich zum besseren Verständnis der Pathophysiologie des Vorhofflimmerns beitrugen. Ziel der Arbeit ist die Darstellung des derzeitigen Wissensstands. Auf zellulärer Ebene kommt es bei Vorhofflimmern zu einer deutlichen Verkürzung und verminderten Frequenzadaptation der Aktionspotenzialdauer sowie zu einer veränderten Aktionspotenzialmorphologie. Vorhofflimmern führt zu einer Modulation der Genexpression des L-Typ Kalziumkanals (I_Ca,L) und von Kaliumkanälen (I_to, I_K1, I_KACh). Die molekularen Mechanismen der bei Vorhofflimmern beobachteten intraatrialen Leitungsverzögerungen sind weniger klar, ihr scheinen Veränderungen der Expression und Verteilung von Gap-junction Proteinen oder eine Verminderung des schnellen Natriumkanals (I_Na) zu Grunde zu liegen. Ein Auslöser für viele der gemachten Beobachtungen ist die Überladung der Myozyten mit Ca²⁺ mit einer Verminderung des systolischen Kalziumtransienten, ebenso lassen sich Veränderungen der die Kalziumhomöostase beeinflussenden Proteine bei Vorhofflimmern nachweisen. Im letzten Teil werden die klinische Bedeutung der gemachten Beobachtungen und daraus potentiell resultierende, neuartige Therapieansätze diskutiert.