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Zur molekularen Ätiologie von Herzrhythmusstörungen

Europäische Wissenschaftler untersuchten, welche biologischen Ereignisse Herzkrankheiten wie Vorhofflimmern (atrial fibrillation, AF) verursachen, um den Umgang mit der Erkrankung und therapeutische Strategien zu verbessern.
Zur molekularen Ätiologie von Herzrhythmusstörungen
AF ist die häufigste Herzrhythmusstörung, ohne dass derzeit wirksame Therapien existieren. Bei AF wird im sarkoplasmischen Retikulum (SR) von menschlichen Vorhofmyozyten (human atrial myocytes, HAM) im Übermaß Calcium freigesetzt. Allerdings ist die genaue Ätiologie dessen noch ungeklärt.

Vor diesem Hintergrund lautete die Arbeitshypothese des EU-finanzierten Projekts AF IN HUMAN MYOCYTES (Effects of atrial fibrillation on the distribution and frequency of spontaneous calcium release events in human atrial myocytes), dass diese veränderte Calcium-Freisetzung auf Veränderungen der Aktivität und Verteilung des RyR2-Kanals (Calciumfreisetzung) oder Proteine zurückgeht, die dessen Aktivität modulieren. Hierzu wurde die RyR2-Expression und Phosphorylierung an HAMs von Patienten mit und ohne AF untersucht.

Dabei wurde keine veränderte RyR2-Dichte bei Myozyten von Patienten mit Vorhofflimmern, jedoch eine Zunahme der phosphorylierten Form des Rezeptors beobachtet, was das erhöhte Aufkommen von Calcium-Funken bei AF-Myozyten erklären könnte. Weitere Untersuchungen der nachgeschalteten Signalereignisse legten nahe, dass bei AF die cAMP-abhängige Regulierung des L-Typ-Calciumstroms reduziert ist.

Neuere Untersuchungen schreiben dem Adenosin-A2A-Rezeptor eine Rolle bei der spontanen Calcium-Freisetzung aus SR bei AF zu. So untersuchte die Studie, wie die A2AR-Aktivierung die Herzschlagstabilität beeinträchtigt, wenn die Stimulationsfrequenz erhöht wird. Da offenbar die Aktivierung von A2AR die Herzschlagstabilität der intrazellulären Calcium-Homöostase beeinträchtigt, könnte deren Prävention eine neue Strategie sein, um die Reaktion von HAM bei höherer Herzfrequenz aufrechtzuerhalten.

Weiterhin wurde eine erhöhte SR-Calciumkonzentration bei postoperativen AF-Fällen beobachtet - der häufigsten Komplikation bei Operationen am offenen Herzen. Da sich mit dem Alter das Risiko von AF erhöht, testeten die Wissenschaftler auch die Hypothese, dass Altern allein die Calciumkonzentration im menschlichen Atrium verändert. Sie beobachteten bei älteren Menschen einen signifikanten Rückgang des Calciumgehalts und -verbrauchs im SR, aber keine Veränderungen der spontanen Calcium-Freisetzung.

Insgesamt zeigen die Projektdaten physiologische Veränderungen auf, die einen fortschreitenden Funktionsverlust im rechten Vorhof begünstigen, sodass künftig wirksamere präventive und therapeutische Strategien entwickelt werden könnten.

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Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Herzrhythmusstörungen, Vorhofflimmern, Calcium, RyR2, A2AR, Alter
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