Mechanoelektrische Rückkopplung im Herzen: Bedeutung mechanosensitiver Ionenkanäle

Damit unser Herz Blut in die Gefäße pumpt, müssen viele Millionen Herzmuskelzellen durch elektrische Signale (Aktionspotentiale) synchron zu Kontraktion gebracht werden. Diese Vorgänge werden als „elektro-mechanische Kopplung“ bezeichnet und sind relativ gut bekannt. Wenig bekannt dagegen ist, dass der mechanische Zustand der Zellen und Gewebe auf das bioelektrische Geschehen zurückwirkt. Auf diesem Gebiet der „mechano-elektrischen Kopplung“ arbeitet Gerrit Isenberg. Isenberg wird in seinem Vortrag aufzeigen, dass die mechanische Dehnung einzelner Herzmuskelzellen die Struktur von Eiweißen in der Zellmembran so verändern kann, dass diese für positiv geladene Ionen durchlässig wird. Der Durchtritt dieser Ionen (Ionenstrom) ändert die elektrische Spannung über die Zellmembran. Das resultierende Signal moduliert einmal den Grundrhythmus unseres Herzschlages, zum andere kann es arrhythmische Zusatzschläge (Extrasystolen) auslösen. An Herzen alter Menschen oder von Patienten mit Bluthochdruck können so mechanische Einflüsse Krisen auslösen, die über Kammerflimmern zu plötzlichem Herztod führen können.

Dr. Gerrit Isenberg ist Mediziner und seit 1995 Direktor des Julius-Bernstein-Instituts für Physiologie in Halle (Saale). Er ist Mitglied der Leopoldina und zahlreicher Fachgesellschaften. Er erhielt mehrere Auszeichnungen, darunter den Arthur-Weber-Preis der Deutschen Gesellschaft für Herz-Kreislaufforschung (1987) und den Max-Planck-Forschungspreis (1995). Seine Untersuchungen an Herz- und Gefäßmuskelzellen haben dazu beigetragen, dass wir heute die Rückkopplungsprozesse verstehen, durch die es nach mechanischer Dehnung zur Kontraktion von Muskelzellen kommt.