Schnitt für Schnitt: Arbeitsgruppe der Uni Münster untersucht Dehnbarkeit der Herzwände

Raus geht bekanntlich nur, was reingeht: Auch für die Pumpfunktion des Herzens ist daher entscheidend, wie dehnbar die Herzwände sind. Eine Arbeitsgruppe des Instituts für Physiologie II der Medizinischen Fakultät der Universität Münster konnte erstmals zeigen, welche Strukturelemente diese Flexibilität wie stark beeinflussen.

Leiter der Studie, die jüngst im Fachmagazin „Nature Cardiovascular Research“  erschien, ist Prof. Wolfgang Linke. Im Kern der Untersuchung stand die Frage: Welche Strukturen beeinflussen die Flexibilität des Herzens wie stark? 

Bisher galt vor allem Titin als einflussreich, das größte Muskelprotein des menschlichen Körpers. Wie eine Sprungfeder hält es die Filamente zusammen, die die Kontraktion des Muskels vermitteln. Dehnt sich beispielsweise der Muskel, spannt sich die Feder und wirkt auf die Filamente ein – so auch bei der Diastole. „In einem Mausmodell haben wir in isolierten Herzpräparaten nacheinander die einzelnen Strukturelemente weggenommen, die die Dehnung beeinflussen könnten“, so Linke. Ermöglicht hat das eine „Enzym-Schere“, die die Linke-Arbeitsgruppe in früheren Arbeiten entwickelt hatte, um Titin-Filamente „durchzuschneiden“. „In der neuen Untersuchung haben wir dann auch weitere mechanische Elemente der Herzmuskeln ausgeschaltet und uns zudem die extrazelluläre Matrix angeschaut“. Über dieses Ausschlussverfahren konnte man „Schnitt für Schnitt“ untersuchen, welches Element welchen Beitrag zur Dehnbarkeit leistet.   

Das Ergebnis: Den größten Einfluss haben tatsächlich die Titin-Federn. Weitere Elemente leisten jedoch auch einen entscheidenden Beitrag, allen voran die Mikrotubuli und Actin-Filamente. Zudem ist die extrazelluläre Matrix nicht unbedeutend – sie greift jedoch erst, wenn sich das Herz bereits zu einem Gutteil gefüllt hat, das „Gummiband“ also gedehnt ist. „Durch unsere Methode haben wir erstmals den Anteil der Einzelelemente an der Dehnbarkeit quantifiziert. Das kann Ausgangspunkt sein für weitere Fragestellungen, beispielsweise: Welches Element sollte bei bestimmten Herzerkrankungen therapeutisch angesteuert werden, um die Wand-Dehnbarkeit zu verbessern? Oder: Sind die relativ häufig auftretenden genetischen Veränderungen im Titin der Grund für das ‚Ausleiern‘ der Herzwände bei vielen chronischen Herzerkrankungen?“, schaut der Gruppenleiter nach vorn.