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Medizin

Protein regelt Taktfrequenz von Herz und Hirnzellen

Donnerstag, 12. Juli 2018

/Dmytro Tolokonov, stockadobecom

Marburg – Ein Protein namens „VAPB“ gibt den Takt des Herzens vor und den Rhythmus, in dem Nervenzellen feuern. Das berichtet eine europäische Forschungs­gruppe in The FASEB Journal, der Zeitschrift des Bundes der Amerikanischen Gesellschaften für experimentelle Biologie (2018; doi: 10.1096/fj.201800246R). 

Nicht nur das Herz schlägt in einem gleichbleibenden Rhythmus, auch in Hirn und Nervensystem finden sich regelmäßig feuernde Nervenzellen. „Nur wenn wir die zugrunde liegenden Mechanismen genau kennen, lassen sich die physiologischen Ursachen von Krankheiten wie Herzrhythmusstörungen und Epilepsie erklären und wirkungsvoll behandeln“, erläuterte Niels Decher von der Philipps-Universität Marburg, der die Studie leitete.

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Viele Körperfunktionen beruhen auf elektrischen Signalen und deren Weiterleitung, etwa die Nerventätigkeit oder der Herzschlag. Die elektrischen Signale kommen zustande, indem Ionen innerhalb der Zelle anders verteilt sind als außerhalb, sodass eine elektrische Spannung entsteht. Für die ungleiche Verteilung sorgen Kanäle in der Zellmembran, die elektrisch geladene Teilchen von einer Seite der Membran auf die andere befördern.

Zu den Kanälen, die die resultierende elektrische Spannung ausnutzen, gehören auch HCN-Kationenkanäle, die sich hauptsächlich in Herz und Nervensystem finden. Wenn sie durch Spannung aktiviert werden, führen HCN-Kanäle zur Durchlässigkeit der Zellmembran für positiv geladene Teilchen. Der durch sie erzeugte elektrische Strom wirkt als Schrittmacher an der Kontrolle des Herzrhythmus mit und fördert die rhythmische Aktivität in Nervenzellen.

Allerdings ist laut den Forschern bislang wenig darüber bekannt, wie die Kanalproteine mit weiteren Molekülen zusammenwirken, die deren Aktivität verstärken oder abschwächen, sogenannten Modulatoren. Decher und sein Team untersuchten in der vorliegenden Arbeit einen Modulator namens „VAPD“, das ist ein Protein, von dem bekannt ist, dass es bei der Amyotrophen Lateralsklerose nicht richtig funktioniert. Die Wissenschaftler erforschten VAPB, indem sie das Molekül in Zellen einschleusten oder daraus entfernten und studierten, welche Effekte sich daraus ergeben.

Sie konnten zeigen: Liegt VAPB in einer Zelle vor, so verstärkt sich der Strom, der durch HCN-Ionenkanäle fließt. Fehlt VAPB, so kommt es zu verlangsamtem Herzschlag – vermutlich, weil die Schrittmacher-Kanäle nicht mehr moduliert werden können. „Wir zeigen, dass VAPB eine essenzielle Komponente neuronaler und kardialer Schritt­macher ist“, schreiben die Autoren. © hil/aerzteblatt.de

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Avatar #711502
Medizinphysik
am Freitag, 3. August 2018, 11:12

Protein regelt Taktfrequenz...

1991 publizierten wir, dass die Phasenkopplung unterschiedlicher EEG-Signale der beiden Hirnhemisphären den Sinus triggern.

von Klitzing, L: "Phasenkopplung zwischen enzephaloelektrischem Signal und nachfolgender R-Zacke des EKG "
Z. Med. Phys., 1 160-164 (1991)
LNS