Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Taktstock für das Herz

12.11.2013
Spezielle Zellen sorgen dafür, dass unser Herz regelmäßig schlägt. LMU-Wissenschaftler haben nun die Funktion eines entscheidenden Bauteils der körpereigenen Herzschrittmacher aufgeklärt.

Das Herz hat seinen eigenen Taktgeber: Schrittmacherzellen im sogenannten Sinusknoten im rechten Herzvorhof sorgen mithilfe von elektrischen Signalen für einen regelmäßigen Herzschlag.

Wichtig für die Steuerung und Weitergabe der elektrischen Signale sind spezielle Proteine in der Zellmembran der Schrittmacherzelle, sogenannte HCN-Kanäle. Über diese Kanäle werden Ionen durch die Zellmembran geleitet, sodass sich das elektrische Potenzial der Zelle verändert. Als Folge bilden sich rhythmisch und autonom elektrische Impulse, die dem Herzmuskel das Signal zum Schlagen geben.

HCN-Kanäle bilden eine Proteinfamilie, die hauptsächlich im Herz und im Gehirn eine Rolle spielt. Insgesamt gibt es vier Subtypen, die HCN-Kanäle 1-4. Im Herz ist HCN4 für etwa 80 Prozent des durch diese Kanäle getragenen Stroms verantwortlich. Der Rest wird von HCN1 und HCN2 getragen. „Während die Funktion von HCN4 und HCN2 im Sinusknoten bereits verschiedentlich untersucht wurde, war bisher unbekannt, auf welche Weise HCN1 den Herzschlag beeinflusst“, sagt Professor Christian Wahl-Schott vom Department Pharmazie, der diese Lücke nun schließen konnte.

Wahl-Schott etablierte mit seinem Team, zu dem auch Mitarbeiter von Professor Martin Biel gehören, ein neues Tiermodell, bei dem der HCN1-Kanal im Sinusknoten defekt ist. Mithilfe dieses Modells konnten die Wissenschaftler zum ersten Mal nachweisen, dass HCN1 sowohl für die Impulsentstehung als auch für die Impulsweiterleitung im Sinusknoten wichtig ist. Funktioniert HCN1 nicht richtig, kommt der körpereigene Herzschrittmacher aus dem Takt: Die Folgen sind ein krankhaft verlangsamter Herzschlag – eine sogenannte Bradykardie – und Herzrhythmusstörungen. Als Konsequenz ist die Herzleistung deutlich vermindert. „Diese Effekte konnten wir auch in telemetrischen EKG-Messungen in vivo bestätigen“, so Wahl-Schott.

Defekte im Sinusknoten stehen mit dem plötzlichen Herztod in Verbindung und sind für mehr als die Hälfte aller Implantationen von Herzschrittmachern weltweit verantwortlich. Der nun nachgewiesene Einfluss von HCN1 auf die Herzfunktion ist sogar in zweifacher Hinsicht therapeutisch interessant: Einerseits stellt dieser Kanal ein viel versprechendes Ziel für mögliche neue Therapien dar, mit denen gezielt die Herzfrequenz beeinflusst werden könnte. Andererseits kommt HCN1 nicht nur im Herz, sondern auch in den Nervenzellen des Gehirns vor und hat auch dort die Funktion eines Schrittmachers. Daher werden HCN1-Blocker für die Behandlung von Epilepsie, chronischem Schmerz und Depressionen in Betracht gezogen. „Vor dem Hintergrund unserer Ergebnisse sollte vor dem Einsatz von HCN1-Blockern deren Einfluss auf die Herzfunktion sorgfältig untersucht werden“, betont Wahl-Schott.
(Circulation 2013)
Göd
Publikation:
Sick Sinus Syndrome in HCN1-Deficient Mice
Stefanie Fenske, Stefanie C. Krause, Sami I.H. Hassan, Elvir Becirovic, Franziska Auer, Rebekka Bernard, Christian Kupatt, Philipp Lange, Tilman Ziegler, Carsten T. Wotjak, Henggui Zhang, Verena Hammelmann, Christos Paparizos, Martin Biel, Christian A. Wahl-Schott
Circulation 2013
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.003712
Kontakt:
Prof. Dr. Christian Wahl-Schott
Department Pharmazie
Tel.: +49 (0) 89 2180 – 77654
christian.wahl@cup.uni-muenchen.de
http://www.cup.uni-muenchen.de/dept/ph/pharmakologie/wahl.php

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de
http://www.cup.uni-muenchen.de/dept/ph/pharmakologie/wahl.php

Weitere Berichte zu: HCN-Kanäle HCN1 HCN2 HCN4 Herzfunktion Herzschlag Herzschrittmacher Sinusknoten Zellmembran

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz zur Therapie der diabetischen Nephropathie
19.09.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Ein neuer Ansatz bei Hyperinsulinismus
18.09.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

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: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie