Muskelentspannung dank Empagliflozin

Während bei der systolischen Herzinsuffizienz eine reduzierte Auswurfleistung des Herzens vorliegt, ist die Pumpfunktion bei diastolischer Herzschwäche normal. Der Bluteinstrom in der Entspannungsphase, der Diastole, ist jedoch gestört. Die Hälfte aller Patienten mit Herzinsuffizienz leidet an dieser Variante der Erkrankung. Dabei ist die linke Herzkammer so verdickt und steif, dass sie sich in der diastolischen Phase nicht mehr ausreichend weiten und mit Blut füllen kann. Zusammengefasst kann man sagen, dass das Herz gut pumpt, das Blut aber nicht gut genug ansaugt.

Mediziner sprechen bei diesen Patienten von linksventrikulärer Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF). Die bei systolischer Herzinsuffizienz eingesetzten Arzneistoffe, zum Beispiel ACE-Hemmer, Sartane und Betablocker wirken bei der diastolischen Form nicht.

Wie kommt man zu der Vermutung, dass Empagliflozin und möglicherweise auch andere SGLT-2-Hemmer sich bei der diastolischen Herzinsuffizienz günstig auswirken könnten? Ganz sicher führten die Ergebnisse der kardiovaskulären Endpunktstudie EMPA-REG OUTCOME das Forscherteam der Universitätsmedizin Göttingen und des Universitätsklinikums Regensburg auf diese Spur. In dieser Studie war die Wirkung von Empaglifozin bei Typ-2-Diabetikern untersucht worden, bei denen zudem eine Herz-Kreislauf-Erkrankung vorlag. Der Wirkstoff reduzierte in der Studie sowohl die Sterberate insgesamt als auch die Anzahl der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Todesfälle um jeweils mehr als 30 Prozent. Ferner sank die Anzahl der Krankenhausaufenthalte aufgrund einer Herzschwäche um 35 Prozent.

Diese positiven Effekte zeigten sich schon nach zwei Monaten und waren für den DZHK-Wissenschaftler Professor Dr. Samuel Sossalla Anlass anzunehmen, dass etwas direkt am Herzmuskel passiert, und sich diesen deshalb genauer anzuschauen. »Würde Empagliflozin indirekt wirken und sekundäre Risikofaktoren beeinflussen, etwa den Blutdruck oder Cholesterinwerte, würde es Jahre dauern, bis man einen Effekt sieht«, sagt Sossalla.

Zusammen mit seinen Kollegen arbeitete er mit Muskelstreifen aus explantierten menschlichen Herzen, die Patienten mit Herzinsuffizienz entnommen worden waren, die ein Spenderherz erhalten hatten. »Wenn wir diese Herzmuskelstreifen mit Empagliflozin behandelt haben, verbesserte sich die Entspannungsfähigkeit des Herzmuskels«, sagt Erstautor Dr. Steffen Pabel. Die Schlagkraft des Herzens, also seine Fähigkeit, zu kontrahieren, sei dagegen unverändert geblieben. Die Wirkung von Empagliflozin auf die Entspannungsfähigkeit war dabei unabhängig davon, ob zusätzlich ein Diabetes vorlag oder nicht. Die an den menschlichen Herzmuskelstreifen beobachtete Wirkung des SGLT-2-Inhibitors konnten die Wissenschaftler auch an Herzen von Mäusen mit und ohne Diabetes bestätigen.

Die DZHK-Forscher liefern auch eine Erklärung, was Empagliflozin auf molekularer Ebene auslöst. Bei diastolischer Herzinsuffizienz sind bestimmte kontraktile Proteine des Herzmuskels signifikant schwächer phosphoryliert als in einem gesunden Herzen. Nach Empagliflozin-Gabe hat sich die Phosphorylierung dieser Proteine wieder deutlich erhöht. »Diese erstmals nachgewiesene Wirkung von Empagliflozin erklärt, warum die Entspannungsfähigkeit des Herzmuskels wieder zunimmt«, so Pabel. Einen anderen denkbaren Mechanismus für die erhöhte Entspannungsfähigkeit, eine Veränderung der Konzentration von Calciumionen im Herzmuskel, konnten die Forscher dagegen ausschließen. Denn nach der Gabe des Gliflozins veränderte sich diese Konzentration in den isolierten menschlichen Herzmuskelzellen nicht.

Bis Empagliflozin und – sofern es sich um einen Klasseneffekt handelt – andere Gliflozine bei diastolischer Herzinsuffizienz eingesetzt werden können, ist aber noch weitere Forschungsarbeit notwendig. An Herzmuskel-Stammzellen, die über Monate im Labor kultiviert werden können, wollen die DZHK-Wissenschaftler nun mehr über den Wirkungsmechanismus herausfinden und auch darüber, wie Empagliflozin langfristig wirkt. Denn bis jetzt haben sie nur den akuten Effekt beobachtet – länger als 48 Stunden überleben isolierte Herzmuskelzellen im Labor nicht.