Zirkulierende Adhäsionsmoleküle (cICAM-1, cVCAM-1) bei Patienten mit Verdacht auf entzündliche Herzmuskelerkrankungen

Zusammenfassung

Bei einem Teil der Patienten mit nichtischämischer Herzinsuffizienz werden entzündliche Veränderungen im Herzmuskelgewebe beobachtet, die für die Entwicklung einer Herzinsuffizienz ursächlich oder pathogenetisch von Bedeutung sein können. Das interzelluläre und das vaskuläre Adhäsionsmolekül-1 (ICAM-1,VCAM-1) stellen Membranproteine mit Rezeptorfunktion aus der Immunglobulin-Superfamilie dar, die als Marker für eine ablaufende Entzündungsreaktion bei verschiedenen entzündlichen Erkrankungen gelten. Ziel der vorliegenden Studie war es, das Vorkommen von zirkulierenden Formen von ICAM-1 und VCAM-1 bei 71 Patienten mit nichtischämisch bedingter Herzinsuffizienz (47 M/24 F, mittl. Alter: 55 ± 11 Jahre) in Abhängigkeit von hämodynamischen und myokardbioptischen Befunden zu untersuchen. Methode: Serumkonzentrationen von cICAM-1 und cVCAM-1 wurden mittels ELISA-Kits bestimmt. Die Einteilung des Schweregrades der Herzinsuffizienz erfolgte nach der NYHA-Klassifikation und nach hämodynamischen Parametern (Pulmonalarterienmitteldruck, linksventrikuläre Ejektionsfraktion). Die Erfassung entzündlicher Veränderungen im Herzmuskelgewebe erfolgte histologisch und immunhistologisch (mittlere T-Lymphozyten ≥ 7,0 mm², Expression der HLA-Antigene der Klasse I und II) an rechtsventrikulär entnommenen Myokardbiopsien. Als Kontrollen galten 16 altersentsprechende Patienten mit global normaler LV-Funktion (8 M/8 F, mittl. Alter 55 ± 6 Jahre, mittlere Ejektionsfraktion 76 ± 3%) ohne entzündliche Veränderungen in der Myokardbiopsie (mittlere T-Lymphozyten < 3,5 Zellen/mm², geringe HLA-Expression).Ergebnisse: Die mittleren Serumkonzentrationen für cICAM-1 und cVCAM-1 waren bei Patienten mit nichtischämisch bedingter Herzinsuffizienz (372 ± 107 ng/ml und 949 ± 439 ng/ml) höher als mit Kontrollkollektiv (264 ± 37 und 710 ± 164 ng/ml) (p < 0,05). Hämodynamisch schwach positiv korrelierte der mittlere Pulmonalarteriendruck und invers die linksventrikuläre Ejektionsfrakation mit beiden löslichen Formen der Adhäsionsmoleküle (für cICAM-1; Pearson's r: 0,24 und –0,33; für cVCAM-1: Pearson's r: 0,28 und –0,26, p < 0,05) Myokardbioptisch wiesen 38% der Patienten (n = 16) mit erhöhten Konzentrationen von cICAM-1 (≥ 337 ng/ml) und 41% (n = 7) mit erhöhten Serumspiegeln für cVCAM-1 (≥ 1038 ng/ml) erhöhte T-Lymphozyten (im Mittel: 7 bis 22 Zellen/mm ²) und eine verstärkte Expression der Histokompatibilitätsantigene der Klasse I/II im Herzmuskelgewebe auf (p <0,05). Bei mehr als 9,3 T-Lymphozyten pro mm² im Myokard (n = 7) waren signifikant höhere Serumkonzentrationen für cICAM-1 (447 ± 146 ng/ml, p < 0,05 gegenüber Kontrollen) und für cVCAM-1 (1577 ± 688 ng/ml, p < 0,001) zu messen. Beide Adhäsionsmoleküle korrelierten signifikant mit der mittleren Anzahl von T-Lymphozyten im Herzmuskelgewebe ( Pearson's r: 0,31–0,37, p < 0,05). Zusammenfassung und Schlußfolgerung: Die vorliegende Studie zeigt, daß bei Patienten mit nichischämisch bedingter Herzinsuffizienz häufig erhöhte Serumkonzentrationen von cVCAM-1 und cICAM-1 nachweisbar sind. Diese korrelieren mit hämodynamischen Zeichen der Herzinsuffizienz und sind bei Patienten mit entzündlichen Infiltraten im Herzmuskelgewebe bsonders deutlich erhöht. Dies deutet auf einen Zusammenhang zwischen Herzinsuffizienz und entzündlichen Veränderungen im Myokard hin.

Summary

Some patients with nonischemic heart failure show inflammatory changes in the myocardium which are thought to be of causal or pathogenetic relevance for the heart failure. The intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) and the vascular adhesion molecule-1 (VCAM-1) are membrane proteins with receptor function from the immunoglobulin superfamily which mediate the vascular adhesion and transmigration of leucocytes into the tissue and undergo increased expression in chronic immunological-inflammatory processes. In addition to membrane-bound adhesion molecules, soluble forms can be detected in serum. In the present study we investigated the occurrence and the significance of circulating ICAM-1 and VCAM-1 in 71 patients with non-ischemic heart failure (47 M/24 F, mean age 55 ± 11 years) Methods: Serum concentrations of cICAM-1 and cVCAM-1 were analyzed using ELISA-Kits. The severity of heart failure was assessed in accordance to the NYHA-classification and to hemodynamic parameters (mean pulmonary pressure, left ventricular ejection fraction). Inflammatory heart disease was assessed histologically and immunhistologically (T-lymphocytes > 7.0/mm², increased expression of the histocompatibility antigens of class I and II) in right ventricular endomyocardial biopsies. 16 healthy, agematched patients (8 M/8 F, mean age: 55 ± 6 years, mean ejection fraction 76 ± 3%) without signs of inflammation in the myocardium (mean T-lymphocytes < 3.5 cells/mm₂, low expression of HLA-class I and II) served as controls. Results: The mean serum concentrations of circulating ICAM-1 and V-CAM1 (cICAM-1,cVCAM-1) were higher in patients with non-ischemic heart failure (372 ± 107 ng/ml and 949 ± 439 ng/ml) than controls (264 ± 37 and 710 ± 164 ng/ml) (p < 0.05). The mean concentrations of both adhesion molecules varied as a function of the mean pulmonary pressure and the left ventircular ejection fracture (for cICAM-1: Pearson's r: 0.24 and –0.33, p < 0.05; for cVCAM-1: Pearson's r: 0.28 and –0.26, p < 0.05) In 38% (n = 16) of patients with elevated concentrations of cICAM-1 (≥ 337 ng/ml) and 41% (n = 7) of those with elevated serum levels of cVCAM-1 (≥ 1038 ng/ml), the myocaridal biopsies showed increased lymphocytic infiltration between 7 and 22 T-lymphocytes/mm² and an enhanced expression of the MHC antigens of class I/II as sign of an activated inflammatory process in the myocardium. All patients with more than 9.3 T-lymphocytes/mm₂ in the myocardium (n = 7) had higher serum levels of cICAM-1 (447 ± 146 ng/ml, p < 0.05 compared to controls) and of cVCAM-1 (1577 ± 688 ng/ml, p < 0.001). Both adhesion molecules correlated significantly with the mean number of T-lymphocytes in the myocardium (Pearson's r: 0.31–0.37, p < 0.05). Summary and conclusion: The present study shows that the elevated levels of cICAM-1 and cVCAM-1 are often found in the serum of patients with non-ischemic heart failure. These raised serum levels correlate with inflammatory infiltrates in the myocardial tissue and with the clinical and hemodynamic signs of heart failure, thus, confirming a connection between heart failure and inflammatory changes in the myocardium.