Was passiert im überlasteten Herzen?

Wie schützt sich das Herz vor Überlastung? Welche molekularen Prozesse spielen dabei eine Rolle und wie kann man diese beeinflussen?

Für seine wissenschaftlichen Arbeiten zu diesen Fragen ist der Heidelberger Kardiologe Dr. Derk Frank im April 2009 von der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) mit dem Klaus-Georg-und-Sigrid-Hengstberger-Foschungsstipendium ausgezeichnet worden. Mit dem Stipendium in Höhe von 50.000 Euro unterstützt die DGK zusammen mit dem Stifter Dr. Klaus-Georg-Hengstberger zwei Jahre lang die experimentelle und klinische Erforschung von Erkrankungen des Herzmuskels.

Gleichzeitig erhielt Dr. Frank den mit 500 Euro dotierten zweiten Preis des Rudi-Busse-Young Investigator Award für Experimentelle Kardiologie der DGK. Der Award ist nach dem 2007 verstorbenen Professor Dr. Rudi Franz Eckart Busse benannt, einem der führenden deutschen Herz- und Kreislaufphysiologen.

Dauerhaft hoher Blutdruck sowie Engstellen an Herzklappen oder Aorta bedeuten Schwerstarbeit für das Herz. Kompensiert es diese Belastung durch übermäßiges Muskelwachstum (Myokardhypertrophie) wird schließlich die Pumpleistung beeinträchtigt: Herzrhythmusstörungen bis hin zu Herzversagen können die Folgen sein. Weitere Risikofaktoren sind Gewicht und Alter: Mehr als 40 Prozent der über 70-Jährigen leiden an einer Hypertrophie des Herzens.

Körpereigenes Eiweiß Calsarcin 1 schützt vor übermäßigem Herzmuskelwachstum

Eine wichtige Rolle bei dieser Herzerkrankung spielt das körpereigene Eiweiß Calsarcin 1: Es schützt das Herz vor Schäden durch Bluthochdruck und verhindert das krankhafte Muskelwachstum. Für diese Entdeckung wurde Dr. Derk Frank, Assistenzarzt in der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg, bereits 2008 mit dem Gotthard-Schettler-Preis ausgezeichnet. „Wir haben nun bei Patienten mit einer erblichen Form der Kardiomyopathie eine bestimmte Veränderung des Proteins Calsarcin 1 gefunden, die für das Auftreten dieser Herzerkrankung verantwortlich zu sein scheint. Dieses veränderte Calsarcin wollen wir jetzt genauer charakterisieren, um die Erkrankung besser zu verstehen“, sagt Dr. Frank.

Im Rahmen des Projektes züchtete das Wissenschaftlerteam um Dr. Frank genetisch veränderte Mäuse, deren Herzen Calsarcin mit derselben Veränderung wie bei den Kardiomyopathie-Patienten bilden. Während normales Calsarcin-1 krankhaftes Herzmuskelwachstum hemmt, scheint die veränderte Form des Proteins eine Herzmuskelerkrankung auszulösen. „In den nächsten zwei Jahren werden wir diese genetisch veränderten Mäuse weiter untersuchen und auch mittels Echokardiographie prüfen, wie ihr Herz auf lange Sicht funktioniert“, so Dr. Frank. Außerdem soll die Wirkung des veränderten Calsarcin-1 auf die Herzzellen auch auf molekularer Ebene geklärt werden.

Eiweiß Dyxin lässt Herzmuskel wachsen

In der mit dem Rudi-Busse-Young Investigator Award ausgezeichneten Arbeit charakterisierte Dr. Derk Frank mit seinem Team aus dem Labor von Prof. Dr. Norbert Frey, der inzwischen die Kardiologie am Universitätsklinikum in Kiel leitet, ein weiteres Protein des Herzens, das unmittelbar auf das Muskelwachstum einwirkt. Die Wissenschaftler entdeckten: In gedehnten und damit stark belasteten Herzzellen von Ratten war die Menge des Proteins Dyxin/Lmcd1 rund fünf Mal höher als in unbehandelten Zellen. Auch Herzen von Mäusen, die an einer Myokardhypertrophie litten, bildeten deutlich mehr Dyxin als Herzen gesunder Mäuse. Die Tests mit Rattenzellen ergaben außerdem, dass ein Überschuss an Dyxin zu übermäßigem Muskelwachstum führt, ein Mangel dagegen auch unter Belastungsstress der Herzzellen eine Hypertrophie verhindert. „Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass Dyxin eine wichtige Rolle bei dieser Herzerkrankung spielt, möglicherweise lässt sich dieser Effekt auch therapeutisch nutzen“, erklärt Dr. Frank.

Ansprechpartner:
Dr. Derk Frank
Assistenzarzt in der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie
Medizinische Universitätsklinik Heidelberg
E-Mail: derk.frank(at)med.uni-heidelberg.de
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 7.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit 1.600 Betten werden jährlich rund 500.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.100 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. (Stand 12/2008)
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