Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Herzinsuffizienz: Wirkweise von beta-Rezeptoren aufgeklärt

26.02.2010
Mikroskopische Einblicke in das versagende Herz - Wissenschaftler fanden heraus, dass Rezeptoren an der Oberfläche erkrankter Herzmuskelzellen ihre Plätze verlassen und in Folge dessen schädliche Signale erzeugen.

Forschern am Imperial College London ist es in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Würzburg gelungen, charakteristische Veränderungen auf erkrankten Herzmuskelzellen in bisher unerreichter Detailgenauigkeit sichtbar zu machen. Ihre Bilder zeigen, dass die normalerweise stark strukturierte Oberfläche von Herzmuskelzellen bei Herzschwäche abgeflacht wird und sich dadurch auch Abläufe im Inneren der Zelle verändern.

In der Studie, die am 26. Februar in der renommierten Fachzeitschrift Science erscheint, schildern die Wissenschaftler, wie sie zunächst mit einer winzigen Glaspipette Herzmuskelzellen abtasten. Daraus ergibt sich ein Bild der Zelloberfläche, auf der winzige Details im Nano-Bereich sichtbar werden. Deutlich zu erkennen sind regelmäßig angeordnete Mündungen von Röhrensystemen, den so genannten transversalen Tubuli, die ins Zellinnere hineinreichen. Man weiß schon lange, dass sich an der Oberfläche von Herzmuskelzellen mindestens zwei verschiedene Typen von Rezeptoren für das Stresshormon Adrenalin befinden. Beide bewirken einen schnelleren und kräftigeren Herzschlag. Doch während der eine (beta-2) das Herz schütz, scheint der andere (beta-1) das Organ sogar zu schädigen. Bisher war jedoch unbekannt, woher diese Unterschiede kommen, denn beide Rezeptoren haben die gleiche Wirkung: Sie regen die Produktion von cAMP in den Herzmuskelzellen an.

Mit ihren winzigen Pipetten gelang es den Wissenschaftlern nun, die Rezeptoren selektiv - sowohl an der Oberfläche als auch direkt in den Tubuli - zu stimulieren. Dadurch konnten sie genau untersuchen, wie cAMP im Anschluss gebildet wird. Es zeigte sich, dass beta-2 Rezeptoren ausschließlich in den Tubuli sitzen, beta-1-Rezeptoren hingegen über die ganze Zelloberfläche verteilt sind. Die Rezeptoren in den Tubuli erzeugten räumlich eng begrenzte cAMP-Signale, während sich nach Stimulation der Rezeptoren an der Zelloberfläche das cAMP in der ganzen Zelle ausbreitete. Zudem fanden die Forscher heraus, dass bei Herzversagen die Tubuli zunehmend verschwinden und die beta-2-Rezeptoren im Zuge dessen an die Oberfläche gelangen. "Im kranken Herzen erzeugen die beta-2-Rezeptoren statt "guter", örtlich begrenzter Signale schädliche cAMP-Signale, die sich über die ganze Zelle verteilten. Sie arbeiten in diesem Fall genauso wie die beta-1-Rezeptoren", erläutert Viacheslav Nikolaev, der den cAMP-Sensor in Würzburg entwickelte und anschließend die Experimente in London vornahm. "Wir wissen nun, wie beta-Rezeptoren gute und schlechte Signale erzeugen. Jetzt sind bessere Beta-Blocker oder auch ganz neue Medikamente denkbar, um Herzversagen zu behandeln."

Für die Untersuchung kombinierten die Wissenschaftler ein hochempfindliches Abtastverfahren der Zelloberfläche, das am Imperial College von Julia Gorelik und Yuri Korchev erfunden wurde, mit einem mikroskopischen Nachweisverfahren für einen zentralen Botenstoff in Herzmuskelzellen, dem so genannten cyclischen AMP (cAMP). Diese Methode wurde von der Arbeitsgruppe um Martin Lohse am Rudolf-Virchow-Zentrum und dem Institut für Pharmakologie der Universität Würzburg entwickelt - dabei zeigt ein fluoreszierender Sensor in den Zellen die Menge des Botenstoffs cAMP an.

Publikation:
Redistribution of Beta-2 Adrenergic Receptors in Heart Failure Changes cAMP Compartmentation, Science, Friday 26 February 2010

Kristina Kessler | idw
Weitere Informationen:
http://www.pharmakologie.uni-wuerzburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise