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Die experimentelle Forschung konzentriert sich auf die Rolle endothelialer Mediatoren, vor allem von Nitric oxide (NO) und Endothelin-1 (ET-1), in der Regulation des Gefässtonus, der Interaktion von Thrombozyten mit der Gefässwand, sowie der Regulation struktureller vaskulärer Veränderungen (Proliferation und Migration von Gefässmuskelzellen, Abb. 1). Arbeiten aus dieser Forschung gehören zu den meist zitierten in der wissenschaftlichen Literatur und wurden mit zahlreichen Forschungspreisen ausgezeichnet. Diese Erkenntnisse trugen entscheidend zum Verständnis dieser neuen Regulatoren des Herz- und Kreislaufsystems bei.
Ergänzt wurden diese durch Untersuchungen über Tissue Factor (Gewebefaktor), welcher die Gerinnungskaskade und damit die Gerinnselbildung steuert. Die Bildung dieses wichtigen Eiweisses in Endothelzellen konnte in Zusammenarbeit mit vielen Mitarbeitern genau geklärt werden (siehe auch Koagulation – Blutung und Hämostase)
Besondere Bedeutung wird den genetischen, molekularen und zellulären Mechanismen der Arteriosklerose (Abb. 2) und ihrer Veränderung durch Alter, Hypertonie, Lipoproteine, Glukose und andere Faktoren zugemessen. Die Bedeutung dieser Risikofatoren für die Entstehung der koronaren Herzkrankheit, die venöse Bypassgrafterkrankung und die Restenose steht im Zentrum der Forschungsbemühungen. Die Untersuchungen werden ergänzt durch vaskulären Gentransfer und durch die Untersuchung der Funktion von Stammzellen in eigens dafür entwickelten Core-Labors (Siehe auch Stammzellen – Neue Hoffnung für das alternde Herz).
Die klinische Forschung versucht die Ergebnisse der angewandten Grundlagenforschung an Patienten mit Herz- und Kreislauferkankungen zu bestätigen (“Translational Research”). Dazu werden Untersuchungen zur Gefässfunktion bei Patienten mit Hypertonie, Lipidstoffwechselstörungen, Diabetes und koronarer Herzkrankheit an der Vorderarm- (Abb. 3) und Koronarzirkulation (Abb. 4) durchgeführt, zunächst in kleinen Kollektiven und anschliessend in Multizenterstudien. Therapeutische Interventionen (Nahrungsstoffe wie Kaffee und Schokolade, neue Medikamente, Stammzellen u.a.m.) werden dabei besonders untersucht.
Besonders wichtig erscheint heute auch die Entzündung für das Verständnis der Arteriosklerose und ihrer Komplikationen wie dem Herzinfarkt. Dazu wurden Untersuchungen bei Patienten mit rheumatoider Arthritis durchgeführt, welche ergaben, dass diese Patienten nicht nur eine Entzündung der Fingergelenke aufweisen, sondern auch der Blutgefässe. Da unsere Untersuchungen zudem zeigen konnten, dass eine entzündungshemmende Behandlung mit dem tumor necrosis factor Antikörper Infliximab diese Veränderungen an den Blutgefässen wenigstens teilweise verhindern konnte, scheint die Entzündung wesentlich zur Endotheldysfunktion und damit der Entstehung der Arteriosklerose beizutragen. Die Tatsache, dass Patienten mit rheumatoider Arthritis ein doppelt so hohes Risiko für einen Herzinfarkt aufweisen wie Gesunde, unterstreicht die Bedeutung dieser Befunde.
Aufgrund dieser Arbeiten und weiteren Untersuchungen bei Patienten mit Herzinfarkt wurde Zürich ein Sonderprogramm Universitäre Medizin „Inflammation and Acute Coronary Syndromes“ zugesprochen, an welchem auch Bern, Genf und Lausanne beteiligt sind (siehe „Herzinfarkt: Wie ein Blitz aus heiterem Himmel“). Damit soll untersucht werden, warum sich ein Herzkranzgefäss akut verschliesst (Abb. 5) und sich ein Gerinnsel bildet (siehe „Koagulation – Blutung und Hämostase“), welches tödliche Folgen haben kann. Der Film „vulnerable plaque“ zeigt einen solchen Verschluss.
Der Film "vulnerable plaque" zeigt die Entwicklung der Koronaren Herzkrankheit über Jahrzehnte von den "fatty streaks" zur vulnerablen Plaque und zum thrombotischen Koronarverschluss.