Neuer Rezeptor für die Kontrolle des Blutdrucks entdeckt

Hoher Blutdruck ist ein zentraler Faktor bei der Entstehung vieler Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun einen neuen Regulationsmechanismus entschlüsselt, der bei der Entstehung des Bluthochdrucks beteiligt sein könnte: Die physikalischen Kräfte des fließenden Blutes aktivieren einen Rezeptor auf der Oberfläche der Gefäßinnenwand. Über eine Reaktionskette führt dies schließlich zur Absenkung des Blutdrucks.

Es sind zwar eine Reihe von Faktoren bekannt, die einen Einfluss auf den Blutdruck haben, die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sind aber bislang nur lückenhaft erforscht. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass die Kontrolle des Blutdrucks eine der komplexesten Steuerungsfunktionen des Körpers ist.

Die Höhe des Blutdrucks wird vor allem über bestimmte Arterien, sogenannte Widerstandsgefäße, reguliert. Ziehen diese Gefäße sich zusammen und verkleinern ihren Durchmesser, erhöht sich der Blutdruck. Umgekehrt führt ein Entspannen der Gefäße zu einem niedrigeren Blutdruck.

Der tatsächliche Spannungszustand der Blutgefäße wird durch die Muskelzellen in der Gefäßwand reguliert. Dabei beeinflussen nicht nur systemisch wirkende Faktoren die Gefäßmuskulatur, sondern es gibt auch lokal wirkende Komponenten.

„Seit langem ist bekannt, dass die durch den Blutstrom verursachten physikalischen Scherkräfte auf die innere Schicht der Gefäßwand, die sog. Endothelzellen, einwirken und dadurch den Spannungszustand der Blutgefäße herabsetzen“, sagt Stefan Offermanns, Direktor der Abteilung Pharmakologie am Max-Planck-Institut.

Wie dies genau geschieht, ist nicht bekannt. Möglicherweise nehmen sogenannte Mechanorezeptoren auf der Zelloberfläche den Reiz auf und produzieren daraufhin ein als ATP bezeichnetes Molekül. Am Ende einer Reihe bislang nur ansatzweise verstandener Zwischenschritte produzieren die Endothelzellen Stickstoffmonoxid. Dieses wiederum entspannt die Gefäßmuskulatur und senkt so den Blutdruck ab. Funktioniert dieser Vorgang nicht oder nur abgeschwächt, kann das die Ursache für erhöhten Blutdruck sein.

Unter Federführung der Max-Planck-Forscher konnten nun in einer Studie wesentliche Teile des Mechanismus aufgeklärt werden, der zur Freisetzung von Stickstoffmonoxid und damit zur Senkung des Blutdrucks führt. „Nachdem wir in Zellkulturversuchen Hinweise gefunden hatten, dass eine bestimmte Andockstelle für ATP, der sog. P2Y2-Rezeptor, im Zentrum des Regelmechanismus steht, schalteten wir diesen Rezeptor in Mäusen gezielt aus“, so Offermanns.

In der Tat stieg daraufhin der Blutdruck bei diesen Mäusen mit inaktiviertem P2Y2-Rezeptor im Verlauf weniger Tage an. „Der auf ATP ansprechende P2Y2-Rezeptor ist das Schlüsselprotein. Er wird über die Scherkräfte des fließenden Blutes indirekt aktiviert. Am Ende der Reaktionskaskade, deren Komponenten wir in weiteren Versuchen ebenfalls identifizieren konnten, wird Stickstoffmonoxid gebildet, wodurch sich die Gefäßwand entspannt und der Blutdruck sinkt“, erläutert Offermanns.

Die Bad Nauheimer Wissenschaftler glauben, dass die Erkenntnisse der Studie von großem klinischem Interesse sind. „Wir wollen untersuchen, inwieweit Störungen bei diesem zentralen Blutdruckregulationsprinzip für die Entstehung von Gefäßkrankheiten wie dem Bluthochdruck und der Atherosklerose mit verantwortlich sind“, so Offermanns. Das Wissen über dieses Prinzip könnte zukünftig für Prophylaxe und Therapie des Bluthochdrucks genutzt werden.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Stefan Offermanns
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Telefon: +49 6032 705-1202

Fax: +49 6032 705-1204

E-Mail: stefan.offermanns@mpi-bn.mpg.de

Dr. Matthias Heil
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
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E-Mail: matthias.heil@mpi-bn.mpg.de

Originalpublikation
Shengpeng Wang, András Iring, Boris Strilic, Julián Albarrán Juárez, Harmandeep Kaur, Kerstin Troidl, Sarah Tonack, Joachim C. Burbiel, Christa E. Müller, Ingrid Fleming, Jon O. Lundberg, Nina Wettschureck, Stefan Offermanns

P2Y2 and Gq/G11 control blood pressure by mediating endothelial mechanotransduction.

The Journal of Clinical Investigation; 13. Juli 2015 (doi:10.1172/JCI81067)