Remodeling bei Vorhofflimmern

Hintergrund

Vorhofflimmern verändert die atriale Elektrophysiologie, wodurch das Auftreten und der Erhalt der Arrhythmie begünstigt werden. Dies wird als elektrisches Remodeling bei Vorhofflimmern bezeichnet. Die zellulären und molekularen Mechanismen dieses Prozesses wurden in den letzten Jahren intensiv bei Patienten mit Vorhofflimmern und in verschiedenen experimentellen Modellen charakterisiert. Die Ergebnisse trugen wesentlich zum besseren Verständnis der Pathophysiologie dieser Rhythmusstörungen bei.

Zelluläre und molekulare Mechanismen: Auf zellulärer Ebene komt es bei Vorhofflimmern zu einer deutlichen Verkürzung und verminderten Frequenzadaptation der Aktionspotentialdauer sowie zu einer veränderten Aktionspotentialmorphologie. Vorhofflimmern führt zu einer Modulation der Genexpression des L-Typ Calciumkanals (I_{Ca, L}) und von Kaliumkanälen (I_to, I_K1, I_KACh).

Die molekularen Mechanismen der bei Vorhofflimmern beobachteten intraatrialen Leitungsverzögerungen sind weniger klar. Veränderungen der Expression und Verteilung von Gap-Junction-Proteinen oder eine Verminderung des schnellen Natriumkanals (I_Na) wurden berichtet. Ein Auslöser vieler der gemachten Beobachtungen ist die Überladung der Myozyten mit Ca²⁺ mit einer Verminderung des systolischen Calciumtransienten, ebenso lassen sich Veränderungen der die Calciumhomöostase beeinflussenden Proteine bei Vorhofflimmern nachweisen.

Schlussfolgerung: Die Veränderungen des zellulären und molekularen Milieus bei Vorhofflimmern haben erhebliche Auswirkungen auf den klinischen Verlauf und auf die therapeutische Beeinflussbarkeit der Rhythmusstörung. Die klinische Bedeutung der gemachten Beobachtungen und daraus potentiell resultierende neuartige Therapieansätze werden diskutiert.

Background

Atrial fibrillation is associated with alterations in atrial electrophysiology that facilitate the initiation and persistence of the arrhythmia. This process was termed electrical remodeling in atrial fibrillation. The underlying cellular and molecular mechanisms have intensively been investigated over the past few years in patients with atrial fibrillation and in different experimental models. The results, that have substantially improved the understanding of the pathophysiology of atrial fibrillation, are reviewed.

Cellular and Molecular Mechanisms: On the cellular level, atrial fibrillation leads to a strong shortening and an impaired rate adaptation of the action potential as well as to 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) have been reported in some studies. A trigger of initiation for electrical remodeling is an overload of the cytoplasm with Ca²⁺ and a consecutive decrease of the systolic calcium gradient, furthermore changes in calcium-handling proteins are detectable in atrial fibrillation.

Conclusion: These changes in the cellular and molecular milieu importantly determine the clinical course and the efficacy of therapeutical interventions in atrial fibrillation. The clinical relevance and potential new therapeutic approaches are discussed in the last part.