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09. Dezember 2016
Erstmals elektrische Kopplung von Muskel- und Nicht-Muskelzellen im Herzen
nachgewiesen
Es wurde bereits lange vermutet, aber nie bewiesen: Im Herzen sind Muskelzellen und Nicht-Muskelzellen elektrisch
miteinander verbunden. Das zeigen nun erstmals Forscherinnen und Forscher des Universitäts-Herzzentrums Freiburg Bad
Krozingen (UHZ). Die Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen
ermöglichen.
Im Labor schleusten sie in unterschiedliche Typen von Herzzellen Moleküle ein, die bei Spannungsänderungen
aufleuchten. Diese Licht-Signale konnten die Forscher nicht nur in Muskelzellen, sondern auch im Bindegewebe
des Herzens nachweisen, wie es beispielsweise bei der Vernarbung des Herzens verstärkt gebildet wird.
„Da Bindegewebe die elektrischen Signale nicht selbst generieren kann, bleibt nur eine Erklärung: es wird von
Muskelzellen unter Strom gesetzt“, sagt Studienleiter Prof. Dr. Peter Kohl, Direktor des Instituts für Experimentelle
Kardiovaskuläre Medizin des UHZ. Dies geschieht vermutlich durch wenige Nanometer breite und mehrere
hundert Nanometer lange zelluläre Tunnel, die Bindegewebs- und Muskelzellen miteinander verbinden.
Abb. 1: Wenige Nanometer breite Tunnel verbinden
Muskel- und Nicht-Muskelzellen im Herzen. (Grün:
Bindegewebszelle, Blau: Muskelzelle)
©Universitätsklinikum Freiburg.
„Die neu entdeckten Tunnel sind winzig. Ihre Länge entspricht gerade einmal dem Betrag, den ein Fingernagel in
einer Minuten wächst“, erklärt Prof. Kohl. Ein besseres Verständnis der Erregungsleitung durch Nicht-Muskelzellen
ist für die Behandlung von Herzrhythmusstörungen von Bedeutung. So wird zum Beispiel im Rahmen einer
sogenannten Ablation eine Narbe in den Herzmuskel gesetzt, die schädliche Erregungen unterbrechen soll. Doch
oft funktioniert diese Unterbrechung nur unvollständig. Die neuen Erkenntnisse könnten nun verbesserte
Therapieansätze ermöglichen. Die Studie, die maßgeblich durch eine Förderung des European Research Council
der Europäischen Union gefördert wurde, erschien am 6. Dezember 2016 im Fachmagazin Proceedings of the
National Academy of the United States of America (PNAS).
Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen
Literatur:
Electrotonic Coupling of Excitable and Non-excitable Cells in the Heart Revealed by Optogenetics
DOI: 10.1073/pnas.1611184114
http://www.pnas.org/content/early/2016/12/06/1611184114.abstract