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Erstmals molekulare Zellstrukturen sichtbar

Göttinger Herzforscher Erstmals molekulare Zellstrukturen sichtbar

Herzforschern der Universitätsmedizin Göttingen ist erstmals ein detaillierter molekularer Blick in atriale Herzmuskelzellen gelungen.  Signalprozesse und auch Krankheitsursachen etwa von Herzrhythmusstörungen können so grundlegend erklärt werden.

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Sören Brandenburg

Quelle: r

Göttingen. Rund zwei Drittel aller Herzrhythmusstörungen haben ihren Ursprung im Herzvorhof. Hier sind die „atrialen“ Herzmuskelzellen des Vorhofs entscheidend für die Füllung der Herzkammern. Doch bisher wurden diese Herzmuskelzellen kaum gezielt mit modernsten zellbiologischen Methoden untersucht. Sören Brandenburg und Prof. Stephan Lehnart, beide Klinik für Kardiologie und Pneumologie der UMG, ist es nun weltweit erstmals gelungen, die molekularen Zellstrukturen sogenannter atrialer Kardiomyozyten sichtbar zu machen.

Elektrische Signale

Nach neuen Erkenntnissen werden atriale Herzmuskelzellen von spezialisierten und elektrisch erregbaren Membranschläuchen, dem Tubulus-Netzwerk, durchzogen. Das System durchzieht die atrialen Zellen auf ungewöhnliche Weise. Bislang war unklar, wie elektrische Signale die Kontraktion der Herzmuskelzelle auslösen und wie die Kontraktion abläuft.

Mit Hilfe modernster Mikroskopie-Verfahren, wie Stimulated Emission Depletion (STED) und Elektronentomographie konnten die Forscher zeigen, „wie das elektrische Aktionspotential durch die Tubulus-Strukturen bis tief in die Zelle hineingelangt und wo die Zelle im Inneren genau durch die Freisetzung von Ca²+-Ionen stimuliert wird“, sagt Brandenburg, Erstautor der Studie.

Ein mit amerikanischen Wissenschaftlern der University of Maryland entwickeltes Computermodell simuliert erstmals die Calcium-Signale atrialer Zellen. Das Modell soll helfen, diese sehr schnellen Signalprozesse noch besser zu verstehen und in Zukunft neue Therapieansätze entwickeln zu können.

Beispielloser Kraftakt

Die Publikation der Göttinger Forschungserkenntnisse erfährt große Resonanz in der Fachwelt. In einem begleitenden Editorial würdigen die US-Forscher Prof. Thomas J. Hund und Prof. Peter J. Mohler der Ohio State University die Göttinger Forschung als „beispiellosen experimentellen Kraftakt“, der ein besonders schwieriges aber wichtiges kardiovaskuläres Forschungsfeld nachhaltig erschließt.   r/chb

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