Bei Patienten mit angeborenem zyanotischen Herzfehler kommt es zur Bildung von Kollateralen in verschiedenen Formen und Varianten. Diese Kollateralbildung beruht auf einer abnormen Angiogenese (Starnes et al., 2000). Da VEGF (vascular endothelial growth factor) als ein potenter Induktor der Angiogenese bekannt ist, war es Ziel dieser Studie zu untersuchen, ob der VEGF-Spiegel im Plasma und die VEGF-Expression im Myokard bei Kindern mit angeborenem zyanotischen Herzfehler im Vergleich zu Kindern mit angeborenem azyanotischen Herzfehler erhöht sind. Weiterhin haben wir überprüft, ob die VEGF-Spiegel im Plasma mit der myokardialen Expression von VEGF korrelieren. Darüber hinaus haben wir den Verlauf der VEGF-Blutkonzentrationen im Rahmen einer Herzoperation mit EKK (extrakorporaler Kreislauf) beobachtet und diskutiert, ob VEGF einen protektiven Einfluss auf die Herz-Kreislaufverhältnisse und den postoperativenVerlauf hat. Zu diesem Zweck haben wir 27 Kinder mit einem angeborenen Herzfehler, im Median 4,5 Monate (0,3 - 19,5 Monate) alt, bei denen eine Herzoperation mit EKK durchgeführt wurde, in unsere Studie aufgenommen. Darunter waren 12 Kinder mit angeborenem azyanotischen und 15 Kinder mit angeborenem zyanotischen Herzfehler. Die VEGF-Plasmakonzentrationen haben wir prä-, intra- und postoperativ mittels ELISAs und die VEGF-Expression im Myokard aus Biopsien des rechten Vorhofs mittels Real-Time-PCR bestimmt. Die entsprechenden Ergebnisse haben wir jeweils mit den EKK-Parametern, den prä- und postoperativen klinischen Daten, der postoperativen Therapie und den postoperativen Laborwerten korreliert und analysiert. Bei der Betrachtung des Einflusses der präoperativen Hypoxämie auf die Expression von VEGF ergab sich, dass die präoperativen VEGF-Spiegel im Plasma im Mittel bei zyanotischen Patienten höher, jedoch nicht signifikant, als bei den azyanotischen Patienten waren (71,24 ± 17,95 pg/ml vs. 60,51 ± 15,16 pg/ml). Auch zwischen der präoperativen VEGF-Plasmakonzentration und der präoperativ gemessenen Sauerstoffsättigung ergab sich keine signifikante Korrelation, obwohl die SaO2-Werte der zyanotischen Patienten signifikant unter den Werten der azyanotischen Patienten lagen (85,13 ± 2,39% vs. 97,33 ± 0,60%, p < 0,001). Statistisch konnte demnach keine signifikante Korrelation zwischen dem präoperativen VEGF und dem Grad der Zyanose bzw. der Oxygenierung nachgewiesen werden. Wir stellten fest, dass es in dem von uns beobachteten Zeitraum, von präoperativ bis 24 h postoperativ, im Rahmen der Herzoperation mit EKK zu einem Abfall der VEGF-Plasmakonzentrationen (ca. um den Faktor 2) kam. Zu einem bedeutsamen Abfall kam es direkt nach Einleitung des EKKs (gesamte Patientengruppe: p < 0,005). Ein weiterer Abfall von VEGF bis zum Ende der Operation trat in der azyanotischen Gruppe auf, während in der zyanotischen Gruppe unmittelbar nach Abschalten des EKKs bzw. gegen Ende der Operation bereits wieder ein leichter Anstieg von VEGF zu detektieren war. In beiden Gruppen verfolgten wir postoperativ einen Wiederanstieg von VEGF, verbunden mit einer Zunahme des VEGF-Spiegels von 4 h bis 24 h postoperativ. Wir untersuchten die Expression von VEGF-mRNA im Myokard. Die myokardiale Expression von VEGF war in der azyanotischen Gruppe größer als in der zyanotischen Gruppe (1,77 ± 0,06 vs. 1,53 ± 0,09, p = 0,06). Der Unterschied zwischen beiden Gruppen war tendenziell signifikant. Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass das Myokard bei Kindern mit zyanotischen Herzfehlern ein Ort mit geringer Aktivität der Transkription (Synthese von RNA anhand der DNA-Vorlage) von VEGF-mRNA im Vergleich zu anderen Organen ist. Die dadurch zu erklärenden gleichzeitig höheren Plasmakonzentrationen von VEGF bei den zyanotischen Kindern lassen eine kompensatorische Mehrproduktion von VEGF aufgrund der systemischen Hypoxämie in anderen Zellen und Organen vermuten. Unsere Analysen ergaben, dass in der gesamten Patientengruppe die Blutkonzentrationen von VEGF nicht die Expression von VEGF-mRNA im Myokard widerspiegeln. Nur bei den azyanotischen Patienten korrelierte der VEGF-Plasmaspiegel tendenziell signifikant mit der VEGF-mRNA Expression im Myokard (p = 0,05). In unserer Arbeit konnten wir keine Korrelation zwischen der VEGF-Expression und dem Alter der Patienten finden. Es lässt sich allerdings ableiten, dass sich das Alter der Patienten auf die EKK-Parameter, die Herz-Kreislaufsituation und den postoperativen Verlauf auswirkte, wobei junges Alter mit einem risikoreicheren Ablauf verbunden war. Zusammengefasst wurde in unserer Studie eine erhöhte systemische Produktion von VEGF bei den zyanotischen Kindern im Vergleich zu den azyanotischen gemessen. Hingegen war die myokardiale Expression von VEGF-mRNA bei den zyanotischen Patienten niedriger als bei den azyanotischen. Während die myokardiale mRNA-Expression mit einer gewissen myokardialen Protektion einherging, korrelierten die VEGF-Plasmaspiegel mit einem ungünstigeren Verlauf. Children with cyanotic congenital heart disease (C-CHD) often develop collateral blood vessels that could be interpreted as a form of abnormal angiogenesis (Starnes et al., 2000). Since vascular endothelial growth factor (VEGF) is a potent stimulator of angiogenesis, we examined in this study whether children with cyanotic congenital heart disease have elevated plasma levels of VEGF in comparison to children with acyanotic congenital heart disease (A-CHD), and if there is a correlation between plasma VEGF levels and the expression of VEGF-mRNA in the myocardium. To test the hypothesis if VEGF has a protective influence on the cardiovascular system and on the postoperative course, we measured the plasma levels of VEGF during and after cardiac surgery. 27 patients, who underwent heart surgery with extracorporeal circulation (ECC), were divided into 2 groups: the C-CHD group (n = 15) and the A-CHD group (n = 12). Median age of the whole study population was 4,5 months (Range 0,3 - 19,5 months). Median age was 5,0 (0,3 - 19,5) months in the cyanotic group and 4,3 (2,5 - 13,5) months in the acyanotic group. Blood samples were collected pre-, intra- and postoperatively and a biopsy of myocardium (right atrium) was taken during the operation. VEGF concentrations were measured in the plasma by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The VEGF-mRNA expression in the myocardium was detected by Real-Time-Polymerase Chain Reaction (Real-Time-PCR). Results were analyzed with respect to preoperative clinical data, ECC-parameters, postoperative clinical data and postoperative laboratory findings, respectively. Mean systemic oxygen saturation (SaO2) and plasma VEGF levels were measured preoperatively to verify the influence of preoperative hypoxaemia on the expression of VEGF. Before the operation, plasma VEGF levels were higher in the C-CHD group compared to the A-CHD group, but the difference did not reach statistical significance (71,24 ± 17,95 pg/ml vs. 60,51 ± 15,16 pg/ml). No correlation was found between preoperative VEGF levels and arterial oxygen saturation, even though mean systemic oxygen saturation was significantly lower in the cyanotic group than in the acyanotic group (85,13 ± 2,39 % vs. 97,33 ± 0,60 %, p < 0,001). Postoperative plasma VEGF levels (taken 24h after surgery) were markedly reduced (factor 2) compared to the preoperative values. After starting the ECC, VEGF levels decreased significantly in both groups (C-CHD group and A-CHD group: p < 0,005). While in the A-CHD group VEGF levels continuously dropped until the end of the operation, the C-CHD group VEGF levels increased immediately after ECC was stopped. Furthermore, the plasma VEGF levels increased postoperatively in both groups. The mean value of VEGF-mRNA copies was higher in the A-CHD group than in the C-CHD group (1,77 ± 0,06 vs. 1,53 ± 0,09, p = 0,06). This suggests that the myocardium of children with C-CHD may be a location of lower transcription of VEGF-mRNA in comparison to other organs. Since the plasma levels of VEGF were higher in patients with C-CHD, a lower myocardial expression of VEGF may lead to a compensatory overexpression of VEGF in other cells and organs induced by hypoxaemia. We could not show any correlation between plasma VEGF and myocardial VEGF-mRNA for the whole group (C-CHD group and A-CHD group). However, in the A-CHD subgroup, plasma VEGF levels correlated with the expression of myocardial VEGF-mRNA (p = 0,05). In our study the expression of VEGF (in plasma and myocardium) was not correlated with patients age. However patients age had an influence on ECC-parameters, cardiovascular complications and the postoperative period. Indeed, younger children showed a greater risk for complications. The results of the present study demonstrate that the plasma VEGF levels (systemic production) were higher in the C-CHD group than in the A-CHD group. In contrast, the expression of myocardial VEGF-mRNA tended to be higher in the A-CHD group than in the C-CHD group. While the expression of myocardial VEGF-mRNA had a protective influence, the plasma levels of VEGF correlated with poor outcome.