Mausmodell

Aufgrund der strukturellen und elektrophysiologischen Unterschiede zwischen Maus und Mensch sollten Ergebnisse, die mit einem Mausmodell erarbeitet wurden, mit Vorsicht interpretiert werden (LONDON 2001, LONDON et al. 2003). Trotzdem ermöglichen sie ein erweitertes Veständnis von verschiedenen Erkrankungen (LONDON 2004) und können als Grundlage genutzt werden, um neue Hypothesen für humane Erkrankungen zu erarbeiten (GERULL et al. 2004). Ebenso werden entdeckte Genmutationen bei vorliegenden Erkrankungen genutzt, um Mausmodelle zu entwickeln, die die Entdeckungen stützen und/oder erweitern (GERULL et al.

2004). Allerdings handelt es sich bei den Mausmodellen häufig nur um eine bestimmte Genmutation, wohingegen ein Erkrankungsbild durchaus von verschiedenen Mutationslokalisationen ausgelöst werden kann (GERULL et al.

2004). Zudem kann es bei einer Mutation vorkommen, dass die Penetranz des Erkankungsbildes unterschiedlich ist (GERULL et al. 2004). Selbst bei einer gleichen Mutationslokalisation kann eine unterschiedliche phänotypische Ausprägung zwischen Individuen vorliegen (SYRRIS et al. 2006). So liegt auch eine unterschiedlich starke Ausprägung des Phänotyps zwischen der Naxos disease gegenüber der Mutation in diesem Mausmodell vor, auch wenn in beiden Fällen eine Veränderung im Plakoglobingen präsent ist (siehe auch S.17). Ebenso sind einige

Symptome in der Naxos disease vorhanden, welche in diesem Mausmodell nicht dokumentiert werden konnten (Hyperkeratose, wolliges Haar und fibrös-fettiges Ersatzgewebe im Herzen). In dem kardiokutanen Syndrom bei Poll Hereford Rindern ist neben dem sehr ähnlichen Symptombild zur Naxos disease allerdings auch keine fettige Infiltration nachweisbar, so dass ein Artenunterschied immer berücksichtigt werden muss. Weitere Einschränkungen konnten im Vergleich von polymorphen ventrikulären Tachyarrhythmien entdeckt werden. So konnte JERON et al. (2000) diese Form der Arrhythmien nicht in Kontrollmäusen erzeugen. Diese Arrhythmieform kommt sehr wohl aber in gesunden Menschenherzen bei einem maximalen Stimulationsprotokoll vor, welches Isoprenalin enthält (JERON et al. 2000). Trotzdem werden transgene Mausmodelle häufig genutzt, um zum Beispiel kardiale Arrhythmien zu erforschen, da eine einfache Manipulierbarkeit des Mausgenoms möglich ist (LONDON 2001). So bleibt das transgene Mausmodell trotz der genannten Einschränkungen ein hervorragendes Instrument zur Erforschung von grundlegenden Mechanismen, denen auch das Herz anderer Arten unterliegt (LONDON 2001).

In anderen Mausmodellen, die zur Erforschung der ARVC genutzt wurden (mit Veränderungen im Plakoglobin-, Plakophilin-2-, Desmoplakin- und Desmoglein2-Gen), wurden vor allem die pathologischen Veränderungen in der Embryologie homozygoter Mäuse untersucht (RUIZ et al. 1996, GROSSMANN et al. 2004, GALLICANO et al. 1998, ESHKIND et al. 2002). ARVC-Veränderungen im Alter oder aufgrund einer sympathischen Stimulation (Training, Isoprenalin-Injektion) wurden an einem Mausmodell meines Wissen noch nicht erforscht.

5.1.2 Echokardiographie

Die transthorakale Echokardiographie ist eine nichtinvasive Untersuchungsmethode, die eine morphologische als auch funktionelle Charakterisierung des kardialen Phänotyps von Mäusen ermöglicht (TANAKA et al. 1996). Linksventrikuläre Parameter wurden bei der transthorakalen Echokardiographie bereits ausgiebig beschrieben. So konnte man zuverlässig Veränderungen im linken Ventrikel, vor

allem Kammergröße, Wanddicken, Masse und Funktion in vivo feststellen. Die Masse des Ventrikels kann dabei nach einer Formel berechnet werden (MANNING et al. 1994; GARDIN et al. 1995). Es können Motion (M)-Modes von der parasternalen kurzen und langen Achse angefertigt werden, um die Wanddicken und Ventrikeldurchmesser zu bestimmen. Mit einem nach apikal angenähertem Winkel von der parasternalen Längsachse ausgehend, kann im gepulsten Doppler das Maximum des Aortenflusses und des Mitralflusses bestimmt werden (TANAKA et al.

1996; STYPMANN et al. 2002). Die echokardiographische Vermessung des rechten Ventrikels wurde bei Mäusen bisher nur transösophageal durchgeführt (SCHERRER-CROSBIE et al. 1998). Die transthorakale Echokardiographie zur Vermessung des rechten Ventrikels ist aber beim adulten und neugeborenen Menschen bereits beschrieben (FOALE et al. 1986; CLARK et al. 2002). Beim Menschen werden sieben Einstellungen (nach FOALE et al. 1986) in der 2D-Echokardiographie zur Untersuchung der ARVC-Patienten durchgeführt. In dieser Arbeit wurden die Einstellungen geringfügig modifiziert und auf sechs Schnitte beschränkt, um den Besonderheiten des kleinen Mäuseherzens gerecht zu werden, da einige Ansichten nicht mit einer genügenden Reproduzierbarkeit darstellbar waren. So wurden z.B.

der subcostale Vierkammerblick sowie die rechtsventrikuläre Ausflusstraktansicht, die bereits beim adulten Menschen nur in einem geringen Maße reproduzierbar waren (FOALE et al. 1986), in dieser Studie nicht verwendet. Es wurden vor allem Messwerte genutzt, die auch beim Menschen eine geringe Variabilität der Messungen bei einem Untersucher ergaben (FOALE et al. 1986). Zusätzlich wurden rechtsventrikuläre Flächen in drei Standardschnitten vermessen. Diese verschiedenen Ansichten sind nötig zur zuverlässigen Feststellung von Kammergröße (Länge und Breite) sowie der Breite des Einfluss- und Ausflusstraktes, sowohl beim Menschen als auch bei der Maus. In dieser Arbeit wurden die Kammergrößen beider Ventrikel in der Diastole und die Breite der links- und rechtsventrikulären Ausflusstrakte sowie der linke Vorhof und der Aortendurchmesser präsystolisch bei der jeweils größten Ausdehnung vermessen.

Es wurden nur Darstellungen in die Auswertung einbezogen, in denen die zu messenden Strukturen deutlich erkennbar waren.

Im modifizierten apikalen Vierkammerblick wurde der Dopplerstrahl durch die Trikuspidalklappe gelegt. Eine gepulste Dopplermessung des Trikuspidalflusses wurde bereits bei neugeborenen bis juvenilen Mäusen in der Literatur beschrieben (ZHOU et al. 2003).

Für die echokardiographischen Studien in der vorliegenden Arbeit wurde für die Sedierung der meisten Mäuse Diazepam, in einigen Fällen aber auch eine Inhalationsnarkose mit Isofluran, verwendet. Neben dem vergleichsweise geringen Einfluss auf die Herztätigkeit sind auch die Ergebnisse bei einer Isoflurannarkose im Gegensatz zur Injektionsanästhesie besser reproduzierbar. Die Isoflurannarkose ist somit auch Mittel der Wahl für die echokardiographische Untersuchung der Maus im Vergleich mit einem Ketamin/Xylazin-Gemisch, einem Ketamin/Midazolam-Gemisch, einer Halothannarkose und Tribromoethanol (CHAVES et al. 2001; ROTH et al.

2002). Der inotrope Effekt von Diazepam in vitro wurde unterschiedlich diskutiert.

NONAKA et al. (1997) beschrieb einen negativ inotropen Effekt, indem Diazepam die Herzfrequenz und den Ca²⁺-Transienten (dynamischer intrazellulärer Kalzium-Gehalt) herabsetzt. Demgegenüber entdeckte GIJON et al. (1988) einen positiv inotropen Effekt von Diazepam und einen erhöhten Kalziumeinstrom, sowie einen verringerten Natriumeinstrom bei auriculären Herzmuskelzellen. Bei unseren Untersuchungen zeigte sich die durchschnittliche Herzfrequenz bei einer Sedierung mit Diazepam (463 ± 15), gegenüber der Herzfrequenz bei einer Isoflurannarkose mit 438 ± 45 Schlägen/min (JANSSEN et al. 2004) oder der stressbedingten erhöhten Herzfrequenz bei einer echokardiographischen Untersuchung ohne eine vorherige Sedation (712 ± 6) am nächsten der Herzfrequenz von sich frei bewegenden Mäusen ohne Narkose (504 ± 15). Daher wurde in dieser Arbeit unter Abwägung der Vor- und Nachteile hauptsächlich eine Diazepamsedation für die echokardiographische Untersuchung verwendet.