Bildgebende Verfahren für Herzmuskeltätigkeit

Kontraktionsfähigkeit und Funktion des Herzmuskels hängen entscheidend von der Struktur und Architektur dieser Muskulatur ab. Die Muskelzellen sind langgestreckt und schichtweise angeordnet. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass die Erregungsweiterleitung in den Ventrikeln in kritischer Weise sowohl von der Ausrichtung der Muskelfasern wie auch dem Schichtaufbau abhängig ist.

Offenbar gleiten diese Schichten während der Kontraktion übereinander, was für die Verdickung des Herzmuskels sorgt. Allerdings fehlte es bislang an der nötigen technischen Apparatur, um dieses Prinzip am lebenden Gewebe zu demonstrieren.

Die Fortschritte im Bereich der Kernspintomographie (MRT) ermöglichen inzwischen die mikroskopische Darstellung. Mit einem solchen In-vivo-Herz-MRT (CMRI) untersuchen die Wissenschaftler des EU-finanzierten MSIA, wie sich Herzmuskelstruktur und Architektur auf die Erregungsweiterleitung und Kontraktionsfähigkeit auswirken. Vermutet wurde dabei, dass das Gleiten der Schichten im Myokard auch in Zusammenhang mit Arrhythmien stehen könnte.

CMRI wurde an zwei Schweinemodellen und einem Schafmodell für Infarkt sowie gesunden Probanden durchgeführt. Die Auswertung der strukturellen und funktionellen Bilder offenbarte, dass der schichtartige Aufbau das Muster der elektrischen Erregungsweiterleitung beeinflusst. Die Ergebnisse stützen auch die These, dass durch die myolaminare Struktur des Herzmuskels die kontraktionsbedingte Scherspannung im Herzmuskel minimiert wird.

Die Ergebnisse der Studie MSIA befördern die künftige Modellierung der Struktur infarktgeschädigter Herzen, sodass auf diese Weise auch geklärt werden könnte, wie sich die Myokardfunktion bei Herzerkrankungen verändert.

Die Erforschung der physiologischen und anatomischen Strukturen und Funktionen des Herzgewebes lässt Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit des gesamten Organs zu. So könnten langfristig neue Informationen zur Herzentwicklung und Funktion im physiologischen und pathophysiologischen Zustand die Diagnose von Herzerkrankungen verbessern.