3. Material und Methoden
4.2 Einfluss der ω-3-Fettsäuren ALA, DHA und EPA auf die QT-Zeit
Alle drei untersuchten PUFAs führten zu einer hoch signifikanten, dosisabhängigen Verkürzung der QT-Zeit (ALA und EPA: p = 0,001; DHA: p < 0,001). Vergleicht man die Verkürzung des QT-Intervalls bei einer Frequenz von 300 ms mit der bei einer Frequenz von 900 ms, erkennt man bei allen drei PUFAs einen Trend zur stärkeren Verkürzung bei großen Zykluslängen, wobei dieser Trend nach der Gabe von DHA und EPA stärker ausgeprägt ist als nach der Applikation von ALA.
4. Ergebnisse_____________________________________________________________________
4.2.1 α-linolenic acid (ALA)
Die Gabe von ALA resultierte bereits in der geringsten Konzentration (5 µM) in einer statistisch signifikanten Verkürzung der QT-Zeit (p < 0,05). Die Verdopplung der Konzentration auf 10 µM konnte die QT-Zeit ebenfalls statistisch signifikant verkürzen (p < 0,05).
Wie bereits erwähnt, konnten bei einer Konzentration von 20 µM ALA nicht ausreichend viele QT-Zeiten gemessen werden. Vergleicht man die QT-Zeiten der
„Baseline“ mit denen nach einer Applikation von 10 µM ALA, zeigte sich bei einer
Dosisabhängiger Effekt von ALA auf die QT-Zeiten bezogen auf die einzelnen Zykluslängen (CL).
4.2.2 Docosahexaenoic acid (DHA)
Genau wie ALA führte DHA bereits in einer Konzentration von 5 µM zu einer statistisch signifikanten Verkürzung der QT-Zeit (p < 0,05). Die Verdopplung der Konzentration auf 10 bzw. 20 µM resultierte ebenfalls in einer statistisch signifikanten Verkürzung verglichen mit den zuvor applizierten Konzentrationen (5 bzw. 10 µM;
p < 0,05). Unter ansteigender DHA-Konzentration wurde die maximale Verkürzung der QT-Zeit bei einer Zykluslänge von 300 ms nicht bei 20 µM, sondern bei 10 µM DHA festgestellt. Sie betrug 10 %. Die maximale Verkürzung bei 900 ms betrug 23 % (bei 20 µM). Um einen Vergleich mit ALA ziehen zu können, sei die Verkürzung bei 900 ms und 10 µM DHA aufgeführt. Sie lag bei 12 %.
4. Ergebnisse_____________________________________________________________________
4.2.3 Eicosapentaenoic acid (EPA)
EPA verkürzte die QT-Zeit ebenfalls schon in einer Konzentration von 5 µM statistisch signifikant (p < 0,05). Im Gegensatz zu den anderen beiden Substanzen führte die Verdopplung von 5 auf 10 µM nicht zu einer weiteren statistisch signifikanten Verkürzung. Jedoch resultierte der Konzentrationsanstieg von 10 auf 20 µM wieder in einer statistisch signifikanten Verkürzung des QT-Intervalls (p < 0,05). Genau wie unter DHA-Gabe wurde die maximale Verkürzung bei einer Zykluslänge von 300 ms unter 10 µM EPA beobachtet. Die Verkürzung betrug 12 % verglichen mit der „Baseline“. Bei 900 ms trat die maximale Verkürzung dagegen unter 20 µM auf und betrug 21 %. Um einen Vergleich mit ALA ziehen zu können, sei die Verkürzung bei 900 ms und 10 µM EPA aufgeführt. Sie betrug 10 %.
QT-Intervall: EPA-Monoversuche
Dosisabhängiger Effekt von EPA auf die QT-Zeiten bezogen auf die einzelnen Zykluslängen (CL).
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über den Verkürzungseffekt der einzelnen PUFAs bezogen auf die QT-Zeit. Die maximale Verkürzung der QT-Zeit wurde somit unter 20 µM DHA bei einer Zykluslänge von 900 ms erzielt. Wie bereits erwähnt, waren die Unterschiede hinsichtlich der QT-Intervall Verkürzung zwischen den drei Gruppen statistisch nicht signifikant.
Tabelle 4:
Dosisabhängiger Effekt der einzelnen ω-3-Fettsäuren auf die QT-Zeit.
Substanz Konzentration QT Zeit (gemittelt für
alle Frequenzen) 900 ms 300 ms
5 µM 6 % 4 % 9 %
ALA 10 µM 14 % 16 % 12 %
20 µM - - -
5 µM 5 % 11 % 3 %
DHA 10 µM 11 % 12 % 8 %
20 µM 17 % 23 % 7 %
5 µM 8 % 7 % 1 %
EPA 10 µM 10 % 10 % 12 %
20 µM 18 % 21 % 10 %
4. Ergebnisse_____________________________________________________________________
4.3 Einfluss der ω-3-Fettsäuren ALA, DHA und EPA auf die myokardiale Repolarisation nach vorheriger Erythromycingabe
Mit dem Makrolidantibiotikum Erythromycin wurde in dieser Arbeit das LQTS 2 simuliert. Die Gabe von Erythromycin führte bei allen Versuchsreihen, wie erwartet, zu einer statistisch signifikanten Verlängerung der QT-Zeit (p = 0,001 für alle drei Versuchsreihen), der Aktionspotenzialdauer (p = 0,001 für alle drei Versuchsreihen) sowie der Dispersion90 der Repolarisation (p = 0,001 für Erythromycin-ALA-Reihe und Erythromycin-DHA-Reihe; p < 0,01 für Erythromycin-EPA-Reihe). Bereits die Gabe der niedrigeren Konzentration (150 µM) konnte die QT-Zeit sowie die APD90
statistisch signifikant verlängern (p < 0,05).
Eine wichtige Fragestellung war, inwieweit die ω-3-Fettsäuren diese Effekte abschwächen bzw. rückgängig machen konnten. Vergleicht man die Werte nach der Verabreichung von 300 µM Erythromycin allein mit denen nach der zusätzlichen Applikation von 20 µM der jeweiligen ω-3-Fettsäure konnten folgende Beobachtungen gemacht werden: Die zusätzliche Verabreichung der einzelnen ω-3-Fettsäuren konnte eine statistisch signifikante Verkürzung der QT-Zeit (p = 0,001 für Erythromycin-DHA und Erythromycin-EPA; p < 0,01 für Erythromycin-ALA), der APD (p = 0,001 für alle drei Versuchsreihen) sowie der Dispersion90 (p < 0,05 für alle drei Versuchsreihen) unterschiedlichen Ausmaßes bewirken. Auffällig war, dass die Effekte durch DHA und EPA vergleichbar waren, während ALA eine schwächere Wirkung zeigte. Die QT-Zeit wurde durch ALA (10 ms; 3 %) wesentlich geringer verkürzt als durch DHA und EPA, die mit je 58 (19 %) und 57 ms (17 %) einen sehr ähnlichen Verkürzungseffekt zeigten. Ähnlich war der Effekt auf die Aktionspotenzialdauer. Auch hier resultierte die Gabe von DHA und EPA in einer wesentlich stärkeren Verkürzung im Vergleich zu ALA. Der Verkürzungseffekt für die APD50 und APD90 durch die jeweilige PUFA war sehr ähnlich. Während DHA und EPA eine Verkürzung der APD50 um 49 bzw. 52 ms bewirkten (jeweils 25 %), verkürzte sich die APD50 unter ALA lediglich um 17 ms (11 %).
Die APD90 konnte durch DHA um 53 ms (27 %) und durch EPA um 56 ms (27 %) reduziert werden. ALA führte dagegen nur zur einer Abnahme von 16 ms (8 %).
Die Dispersion50 wurde durch alle PUFAs ebenfalls verkürzt, wobei DHA und EPA wieder einen sehr ähnlichen Effekt zeigten (16 bzw. 17 ms), während die Verkürzung durch ALA mit 4 ms geringer ausfiel.
Die Dispersion90 wurde durch DHA um 10 ms (19 %), durch EPA um 14 ms (27 %) verkürzt, während ALA eine Verkürzung um 6 ms bewirkte (12 %).
Vergleicht man den maximalen prozentualen Verkürzungseffekt, der bei einer Gabe von 20 µM PUFA erzielt werden konnte, zwischen allen drei Fettsäuren, lässt sich für die elektrophysiologischen Parameter folgende Wirkung zusammenfassen:
APD90: DHA = EPA > ALA
(statistisch signifikanter Unterschied nur zwischen DHA und ALA bei 20 µM, p < 0,05)
QT-Zeit: DHA > EPA > ALA
(statistisch signifikanter Unterschied nur zwischen DHA und ALA bei 20 µM, p < 0,05)
Dispersion90: EPA > DHA > ALA
(alle Unterschiede waren statistisch signifikant; zwischen EPA und DHA:
p < 0,05 bei 20 µM; zwischen EPA und ALA: p < 0,05 bei 10 µM und p < 0,01 bei 20 µM; zwischen DHA und ALA: p < 0,05 bei 10 µM)
4. Ergebnisse_____________________________________________________________________
Tabelle 5:
Effekt der ω-3-Fettsäuren ALA, DHA und EPA auf das QT-Intervall, die APD bei 50%iger und 90%iger Repolarisation sowie die Dispersion der Repolarisation;
(* = p < 0,05 verglichen mit der Baseline; # = p < 0,05 verglichen mit 300 µM Erythromycin)
QT-Intervall mittlere APD50 Dis APD50 mittlere APD90 Dis APD90
ALA Baseline 243+/-16 ms 123+/-15 ms 43+/-15 ms 159+/-14 ms 35+/-10 ms 150 µM Ery *271+/-24 ms 136+/-18 ms 48+/-17 ms *178+/-18 ms 38+/-15 ms
300 µM Ery *320+/-40 ms 148+/-22 ms 58+/-20 ms *205+/-26 ms 52+/-19 ms 10 µM ALA 321+/-28 ms 136+/-28 ms 58+/-21 ms #199+/-22 ms 50+/-18 ms
20 µM ALA #310+/-30 ms 131+/-22 ms 54+/-24 ms #189+/-26 ms #46+/-18 ms
DHA Baseline 237+/-19 ms 121+/-17 ms 45+/-12 ms 155+/-17 ms 33+/-12 ms 150 µM Ery *267+/-17 ms 127+/-12 ms 48+/-14 ms *168+/-14 ms 41+/-14 ms 300 µM Ery *312+/-34 ms 140+/-19 ms 60+/-22 ms *194+/-23 ms 53+/-22 ms
10 µM DHA #287+/-44 ms 115+/-17 ms 48+/-15 ms #175+/-23 ms #45+/-10 ms 20 µM DHA #254+/-36 ms 91+/-15 ms 44+/-17 ms #141+/-20 ms #43+/-11 ms
EPA Baseline 241+/-15 ms 126+/-13 ms 49+/-16 ms 158+/-12 ms 35+/-13 ms 150 µM Ery *271+/-24 ms 135+/-14 ms 49+/-15 ms *177+/-18 ms 37+/-15 ms 300 µM Ery *331+/-51 ms 152+/-29 ms 56+/-17 ms *208+/-35 ms 53+/-20 ms
10 µM EPA #316+/-56 ms 136+/-26 ms 58+/-21 ms #192+/-35 ms #41+/-11 ms 20 µM EPA #274+/-37 ms 100+/-19 ms 41+/-13 ms #152+/-25 ms #39+/-10 ms
Die folgenden Abbildungen verdeutlichen den dosisabhängigen Effekt der PUFAs auf die APD90, wobei die linearen Darstellungen die einzelnen Zykluslängen von 900 bis 300 ms berücksichtigen. Bevor die PUFAs verabreicht wurden, führte eine Applikation von Erythromycin in zwei unterschiedlichen Konzentrationen (150 und 300 µM) zu einer statistisch signifikanten Verlängerung der APD90 verglichen mit den
„Baseline“-Werten (p = 0,001). Auffällig war, dass Erythromycin in allen drei Versuchsreihen bei einer Zykluslänge von 900 ms zu einem wesentlich stärkeren Anstieg der APD90 führte als bei einer Zykluslänge von 300 ms. Fasst man den prozentualen Verlängerungseffekt für alle drei Versuchsreihen als Mittelwert zusammen, so ergibt sich bei einer Zykluslänge von 900 ms eine Verlängerung der APD90 um 43 %. Bei einer Zykluslänge von 300 ms betrug die Verlängerung dagegen nur 15 %. Dieses Phänomen wird als „Reverse-use-dependence“ bezeichnet und ist typisch für IKr-Blocker (HONDEGHEM u. SNYDERS 1990). Die
„Reverse-use-dependence“ ist in den Entstehungsmechanismus von Torsade de Pointes Tachykardien miteinzubeziehen (GINTANT 1996).
Bei der Gabe der jeweiligen PUFA lief das Makrolidantibiotikum Erythromycin kontinuierlich in der hohen Konzentration von 300 µM parallel weiter in das Langendorff-System ein.
Alle drei Fettsäuren konnten die APD90 statistisch signifikant verkürzen (p = 0,001).
4. Ergebnisse_____________________________________________________________________
4.3.1 α-linolenic acid (ALA)
Bereits die Applikation von 10 µM ALA resultierte in einer statistisch signifikanten Verkürzung der APD90 (p < 0,05).
Abbildung 25:
Dosisabhängiger Verkürzungseffekt von ALA auf die APD90 nach vorheriger Erythromycingabe (Ery).
150 µM Ery Baseline
300 µM Ery + 10 µM ALA
0 100 200 [ms]
= APD 90
300 µM Ery
300 µM Ery + 20 µM ALA
ALA führte bei einer Konzentration von 20 µM und einer Zykluslänge von 900 ms zu einer 4%igen Verkürzung der APD90. Bei einer Zykluslänge von 300 ms betrug die Verkürzung 7 %.