Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Herzen höher schlagen lässt

12.03.2008
Neue Erkenntnisse zur Steuerung des Herzrhythmus

Wie genau funktioniert die Regulation des Herzschlags? Welche Moleküle sind an der Steuerung beteiligt? Den Antworten auf diese Fragen sind Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich, einem Zentrum der Helmholtzgemeinschaft, mit Kollegen des Universitätsklinikums Münster ein Stück näher gekommen. Ihre Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift „The EMBO Journal“ (Vol. 27, Nr. 4, Februar 2008) nachzulesen.

Die Forscher aus Jülich, einem Zentrum der Helmholtz-Gemeinschaft, konzentrierten sich bei ihren Experimenten auf die Funktion eines bestimmten Eiweißmoleküls, das maßgeblich an der Ausbildung des Herzschlags beteiligt ist. Dabei handelt es sich um einen Ionenkanal, den so genannten HCN4-Kanal. Diese Kanäle sind im Herzen und im Gehirn daran beteiligt, dass Zellen rhythmisch aktiv sind. Sie werden deshalb auch Schrittmacher-Kanäle genannt. Die Aktivität des Kanals wird direkt durch den Botenstoff cAMP reguliert: Diesen Botenstoff produzieren die Herzzellen vermehrt, wenn das Herz schneller schlagen soll, beispielsweise in Stresssituationen. Bisher war aber unklar, ob cAMP über den Schrittmacher-Kanal oder über andere Signalwege eine Beschleunigung des Herzschlags bewirkt.

Gentechnisch veränderte Mäuse halfen den Jülicher Wissenschaftlern, diese Frage zu beantworten. Die Forscher veränderten in Mäusen das molekulare Aussehen des Schrittmacherkanals, so dass dieser das cAMP nicht mehr binden konnte.
... mehr zu:
»Chromosom »Herzrhythmus »Herzschlag

Überraschenderweise sterben die Mäuse, welche die Mutationen auf beiden Chromosomen tragen, früh in der Embryonalentwicklung. Vor ihrem Tod schlägt das Herz der Tiere viel langsamer als das normaler Tiere. Die Herzfrequenz erhöht sich auch nicht, wenn vermehrt cAMP produziert wird.

In diesem Stadium der Entwicklung ist also der Schrittmacherkanal das wesentliche Zielprotein, über das cAMP den Herzschlag in Stresssituationen beschleunigt. Die Beobachtung, dass darüber hinaus aber auch der Grundrhythmus des Herzschlags nur in Anwesenheit von cAMP die Versorgung des Organismus gewährleistet, war für die Forscher völlig überraschend. Die Regulation der HCN4-Kanalaktivität durch cAMP ist damit weitreichender als ursprünglich angenommen.

Eine weitere Entdeckung machten die Wissenschaftler bei ihren Experimenten: Mäuse, die die Mutation nur auf einem Chromosom tragen, sind lebensfähig. Ihr Herzschlag ist zwar während der Embryonalentwicklung langsamer als der von normalen Tieren, jedoch schneller als der von Tieren mit der Mutation auf beiden Chromosomen.

Mit winzigen telemetrischen Sendern analysierten die Forscher nun den Herzrhythmus der Tiere im Erwachsenenalter. Überraschenderweise unterscheiden sich die Herzfrequenzen der erwachsenen Mäuse nicht mehr von denen der „normalen“ Geschwistertiere. Auch die Regulation des Herzrhythmus ist normal, selbst unter Stressbedingungen. Allerdings beobachtet man bei diesen Tieren gelegentlich den sogenannten Sinusknotenblock. Das bedeutet, dass ein einzelner Herzschlag einfach ausfällt, das Herz aber anschließend normal weiter schlägt.

Die Wissenschaftler folgern daraus, dass in verschiedenen Entwicklungsphasen der Maus unterschiedliche Schrittmacher wichtig sind. Der HCN4-Kanal ist maßgeblich an der Regulation des Herzrhythmus während der Embryonalentwicklung beteiligt und sichert so das Überleben des Organismus. Im Erwachsenenalter scheint seine Bedeutung – zumindest in der Maus – in den Hintergrund zu treten. Mit ihren Ergebnissen ist den Forschern ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Regulation des Herzens gelungen.

Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/inb/inb-1/ion_channels/
Artikel zum Download (pdf): Harzheim et al (The EMBO Journal) 2008
Ansprechpartner:
Prof. U. B. Kaupp
Tel. 02461 61 - 4041
E-Mail: u.b.kaupp@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Dr. Barbara Schunk, Annette Stettien
Unternehmenskommunikation
Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
Tel. 02461 61 - 8031/ -2388
E-Mail: b.schunk@fz-juelich.de, a.stettien@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich…
… betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung zur Lösung großer gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Gesundheit, Energie & Umwelt sowie Information. Kombiniert mit den beiden Schlüsselkompetenzen Physik und Supercomputing werden in Jülich sowohl langfristige, grundlagenorientierte und fächerübergreifende Beiträge zu Naturwissenschaften und Technik erarbeitet als auch konkrete technologische Anwendungen. Mit rund 4 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den größten Forschungszentren Europas.

Dr. Barbara Schunk | Forschungszentrum Jülich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de
http://www.fz-juelich.de/inb/inb-1/ion_channels/

Weitere Berichte zu: Chromosom Herzrhythmus Herzschlag

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein
02.12.2016 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Epstein-Barr-Virus: von harmlos bis folgenschwer
30.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie