Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forßmann-Stipendium und Ludolf-Krehl-Preis für Nachwuchswissenschaftler

12.08.2003


Warum sind Patienten, deren Herzmuskel aufgrund einer koronaren Herzkrankheit schlecht durchblutet wird, von lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen bedroht, wenn sie im Stress sind? Die Ursache liegt in der Fehlfunktion winziger Kanäle, spezieller Proteine, die in der Wand der Herzzellen sitzen.


Nachwuchswissenschaftler Dr. Dierk Thomas erhielt das Werner-Forßmann-Nachwuchsstipendium 2003 und den Ludolf-Krehl-Preis 2002.



In seiner Promotionsarbeit ist es Dr. Dierk Thomas, Arzt im Praktikum der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg (Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pulmologie, Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Hugo Katus), gelungen, die molekularen Schaltmechanismen an einem wichtigen Kanal, dem HERG-Kanal, aufzuklären.



Gleich zweimal wurden seine wegweisenden Arbeiten ausgezeichnet: Der Nachwuchswissenschaftler erhielt das mit 6.000 Euro dotierte Werner-Forßmann-Nachwuchsstipendium 2003, das von der Stiftung Kardiologie der Ruhr-Universität Bochum vergeben wird, sowie den Ludolf-Krehl-Preis 2002 der Südwestdeutschen Gesellschaft für Innere Medizin.

Die winzigen Kanäle haben eine wichtige Aufgabe: Sie lassen kleine geladene Teilchen, sogenannte "Ionen", geregelt ein- und ausströmen. Dadurch zieht sich der Herzmuskel regelmäßig zusammen und erschlafft dann wieder. Unter den Kanälen spielt der HERG-Kanal eine herausragende Rolle für die Regeneration des Herzmuskels. Die Herzmuskelzellen werden elektrisch erregt, kontrahieren und werden danach durch den Ausstrom von Kalium aus dem HERG-Kanal in einen Ruhezustand versetzt, um Kraft für die nächste Kontraktion zu sammeln. Wird dieser Ablauf gestört, kann es zu Herzrhythmusstörungen und sogar zu Herzversagen kommen.

Stresshormone beeinflussen Ionenkanal und Erholungszeit des Herzens

Wie wird der HERG-Kanal aktiviert? Unter Stress schüttet der Körper bestimmte Signalmoleküle aus, die das Herz schneller schlagen lassen. Dabei regen sie ein zentrales Schaltermolekül im Innern der Zellen, die Proteinkinase A, an. Diese wiederum gibt das Stress-Signal an den HERG-Kanal weiter, indem sie den Kanal an entscheidenden Stellen verändert: Der Kanal wird gehemmt und der Ionenausstrom verlangsamt. Bei übermäßiger Hemmung des Kanals können sich die Herzzellen nicht mehr entspannen, und es kann zu Herzrhythmusstörungen kommen. Bei bestimmten Krankheiten werden vermehrt Stresshormone wie Kortisol oder Adrenalin ausgeschüttet und die Proteinkinase A ist besonders aktiv: Die Patienten neigen zu Herzrhythmusstörungen. Medikamente wie die Betablocker, die den Rhythmus des Herzens stabilisieren, greifen direkt oder indirekt in den entdeckten Signalweg ein, stellte Dr. Thomas fest, indem sie die Funktion des HERG-Kanals beeinflussen.

Nicht nur eine koronare Herzkrankheit, sondern auch eine angeborene Veränderung des HERG-Kanal-Proteins, das sogenannte Lange QT-Syndrom, macht für Herzrhythmusstörungen unter Stress empfänglich. Da der Ausstrom von Kaliumionen aus den Herzzellen verlangsamt ist, findet man im EKG charakteristischerweise eine ausgeprägte QT-Strecke. Der Herzmuskel bleibt zu lange erregt; unter Stress kann es deshalb zu Herzrhythmusstörungen kommen. Die genetische Veränderung ist minimal: "Diese Patienten haben eine Mutation im Kanalprotein, eine Aminosäure ist ausgetauscht", erläutert Dr. Thomas, der zu diesem Forschungsergebnis als Gastwissenschaftler an der Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, wesentlich beigetragen hat.

Kaliumkanal wird durch Temperatursenkung reaktiviert

Im Laborversuch konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass das veränderte Protein bei Körpertemperatur nicht in die Wand der Versuchszellen eingebaut wird, sondern im Zellinnern stecken bleibt. Wird die Temperatur jedoch auf 26 bis 27 Grad Celsius gesenkt, verändert sich die mutierte Form des Proteins. Es wird wieder an die Zelloberfläche transportiert und zeigt nach Einbau in die Zellwand ein normales Verhalten gleich der gesunden Form des Kanals. "Zum ersten Mal wurde eine temperaturempfindliche, aber ansonsten voll funktionstüchtige Variante eines Kaliumkanals gefunden" berichtet Dr. Thomas. Patienten mit Langem QT-Syndrom haben zu wenige HERG-Kanäle. Die Forscher hoffen nun, eine Substanz zu finden, die das veränderte Protein bei Körpertemperatur in seine richtige Form zurückfaltet.

Kontakt:

Dr. Dirk Thomas
Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pulmologie der
Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg
Email: dthomas@ix.urz.uni-heidelberg.de
Tel: 06221 - 568476

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-heidelberg.de/aktuelles

Weitere Berichte zu: HERG-Kanal Herzmuskel Herzrhythmusstörung Protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Deutscher Wirtschaftspreis für Forschung in Gesundheitsökonomik
21.08.2017 | Joachim Herz Stiftung

nachricht Sechs innovative Projekte sind im Rennen um den begehrten European Health Award 2017
17.08.2017 | European Health Forum Gastein

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik