Der Einfluss von Endotoxin auf die Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität bei Wildtyp-Mäusen - ein Modell der kardialen autonomen Dysfunktion bei Intensivpatienten mit Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom (MODS)

Abstract

Eine eingeschränkte Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist bei einem septischen Multiorgan-Dysfunktions-Syndrom (MODS) prognostisch ungünstig. Die Rolle des Endotoxins bei der Entstehung dieser HRV-Reduktion wurde mittels telemetrischer EKG-Registrierung bei Mäusen evaluiert. Zuvor wurden die Stabilisierung nach der EKG-Transmitterimplantation und die autonome Regulation der HRV beurteilt. Die Ruheherzfrequenz, die HRV und die Zirkadianität stabilisieren sich bis zum 10. Tag. Der Ruheherzfrequenz unterliegt ein ausgeglichener autonomer Einfluss. Der Parasympathikus ist dominierend an der Entstehung der HRV beteiligt. Endotoxin bewirkt eine sofortige Tachykardie, unter autonomer Blockade hingegen eine ausgeprägte Bradykardie. Die HRV ist unmittelbar hochgradig eingeschränkt. Die Befunde bestätigen funktionell die zuvor in-vitro beschriebene direkte Blockierung des kardialen Schrittmacherstroms If und dessen Sympathikusbahnung durch Endotoxin als mögliche Ursache der HRV-Einengung bei MODS.

A depressed heart rate variability (HRV) is related to poor prognosis in septic multiple organ dysfunction syndrome (MODS). The role of endotoxin in the development of HRV reduction was evaluated by telemetrical ECG-recordings in freely roaming mice. Prior, the stabilisation period after operative ECG-transmitter implantation and the autonomic tonus in mice had been assessed. The heart rate, the HRV and circadian patterns normalize within 10 days. Autonomic regulation of resting heart rate is balanced. HRV is predominately parasympathetically mediated. Endotoxin causes instantaneous tachycardia; while administrated under autonomic blockade it induces pronounced bradycardia. The HRV is immediately depressed. The results functionally validate the previously reported direct interaction of endotoxin and the If-current. Thus, endotoxin in-vitro sensitizes If for sympathetic activation, and simultaneously inhibits channel activity. Both effects may contribute to the depressed HRV in MODS.