Bereich: Klinische Forschung Herzkreislauf

Dr. Marc Donath Zürich

Donath M.Y, Sütsch G, Yan X.W, Piva B, Brunner H.P, Glatz Y, Zapf J, Follath F, Froesch E.R, Kiowski W. (1998). Acute cardiovascular effects of insulin-like growth factor I in patients with chronic heart failure.
J Clin Endocrinol Metab 83: 3177-83

Insulinähnlicher Wachstumsfaktor-I (insulin-like growth factor-I, abgekürzt IGF-I) ist ein mit Insulin verwandtes Hormon, welches in den meisten Geweben gebildet wird und im Blut zirkuliert. Seine wichtigste physiologische Funktion ist die eines Wachstumsfaktors, der unter der Kontrolle des Wachstumshormons steht und dessen Wirkung vermittelt. Seit bald vierzig Jahren wird dieses Hormon in Zürich aktiv erforscht.

1963 wurde an der Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel des Universitätsspitals von Prof E. R. Froesch und Mitarbeitern erstmals die Existenz eines insulinähnlichen Faktors nachgewiesen. 1978 wurde dieser Faktor am Biochemischen Institut der Universität Zürich durch die Gruppe von Prof. R. E. Humbel isoliert und seine Struktur aufgeklärt. In den letzten Jahren zeigte sich, dass die Verabreichung von IGF-I nicht nur ausgeprägte Stoffwechseleffekte hervorruft, sondern auch die Herzfunktion beeinflusst. Unter der Leitung von Prof J. Zapf (Universitätsspital) und in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Prof H. M. Eppenberger (ETH) konnten wir zunächst zeigen, dass IGF-I bei isolierten Herzmuskelzellen der Ratte die Bildung des kontraktilen Apparates (Myofibrillen) stimuliert. Danach bestätigten wir anhand von Tierexperimenten, dass IGF-I die Bildung von Eiweissen erhöht, die zum kontraktilen Apparat des Herzens gehören. Diese Resultate veranlassten uns, die Wirkungen von IGF-I auf den Herz-Kreislauf des Menschen zu untersuchen. In einer ersten Studie wurden die kurzzeitigen Wirkungen von IGF-I bei gesunden Probanden untersucht. Dabei zeigte sich, dass IGF-I das sog. Herzminutenvolumen, d.h. die Pumpleistung des Herzens steigert. Anschliessend untersuchten wir in einer Pilotstudie in Zusammenarbeit mit Prof W. Kiowski und Dr. G. Sütsch von der Abteilung Kardiologie am Universitätsspital, die Wirkungen von IGF-I bei herzinsuffizienten Patienten. Eine Herzinsuffizienz ist eine Leistungsschwäche des Herzens, wobei die Pumpfunktion für den Körperbedarf ungenügend ist. Eine häufige Ursache dafür ist u. a. eine ungenügende Herzdurchblutung (sog. koronare Herzkrakkheit). Diese Herzkrankheit ist eine häufige Todesursache. Eine Behandlung, die gezielt das kranke Organ, das Herz, therapiert, steht bis heute nicht zur Verfügung. Bisher ist es lediglich möglich, das Herz mit Medikamenten zu entlasten. Im Endstadium kann nur noch eine Herztransplantation helfen. Basierend auf diesem Hintergrund wurde unsere Pilotstudie durchgeführt. Dabei wurde IGF-I kontinuierlich über 4 Stunden bei 8 herzinsuffizienten Patienten infundiert. Mittels eines Herzkatheters konnte gezeigt werden, dass IGF-I das Schlagvolumen und das Herzminutenvolumen auch bei Herzinsuffizienz steigert. Die Erhöhung der Herzarbeit war erstens bedingt durch eine direkte Stimulation der Herzkontratkion und zweitens durch eine Erweiterung der Gefässe und somit durch eine Abnahme des Gefässwiderstandes. Diese Gefässerweiterung führt zur Entlastung des Herzens. Unter IGF-I traten keine wesentlichen Nebenwirkungen auf, weder im Ruhezustand noch unter Belastung.

All dies zeigt, dass IGF-I neben metabolischen auch kardiovaskuläre Wirkungen besitzt. In Zukunft wird es darum gehen, das therapeutische Potential von IGF-I bei Herz-Kreislaufkrankheiten über längere Zeit zu erfassen. Dabei dürften sich die akuten kardiovaskulären Effekte (Erhöhung der Herzarbeit und Erweiterung der Gefässe) günstig auswirken, vor allem aber könnte die Stimulation des kontraktilen Apparates durch IGF-I zusätzlich eine nachhaltige Verbesserung der Pumpfunktion bewirken. Schliesslich senkt IGF-I die Blutfette und verbessert den Zuckerstoffwechsel bei Diabetes, verringert also wesentliche Risikofaktoren für die koronare Herzkrakkheit.

Die Forschungsarbeit
IGF-I: Eine neue Therapiemöglichkeit bei Herzschwäche (Herzinsuffizienz)?	8 Kb