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Abbildung eines Herzens. © abhijith3747 / fotolia

Das Herz vollbringt Höchstleistungen. Forscher erkennen nach und nach, wie es das schafft. © abhijith3747 / fotolia

Herzzellen frischen ihre Umgebung auf

Herzzellen müssen sich zusammenziehen, damit der gesamt Muskel sich bewegt und das Herz Blut durch den Körper pumpen kann. Angeregt werden die Zellen durch verschieden geladene Teilchen (Ionen) innerhalb und außerhalb der Zelle. Beim Zusammenziehen werden dann einige dieser Teilchen in die Zelle hinein und andere hinaus befördert. Für den nächsten Herzschlag muss aber die alte Ionen-Verteilung wiederhergestellt sein, sonst funktioniert das Zusammenziehen nicht richtig. Aber wie soll das gehen?

Deutsche Forscher haben dies nun gemeinsam mit italienischen und US-amerikanischen Kollegen herausgefunden. Der Schlüssel sind winzige Röhrchen, die jede Herzmuskelzelle durchziehen. Diese sind mit Flüssigkeit aus dem Zellzwischenraum gefüllt. Zweimal pro Herzschlag werden diese Röhrchen gequetscht, so dass sich die Flüssigkeit bewegt und die Ionen sich schneller wieder gleichmäßig verteilen. Auch der Ionen-Austausch zwischen innen und außen geht so schneller, als wenn die Muskelzelle nur von der extrazellulären Flüssigkeit umspült werden würde.

Durch diesen Mechanismus sorgt die Herzzelle praktisch dafür, dass sie vor jedem Zusammenzehen wieder in einer „erfrischten“ Umgebung arbeiten kann. Der Clou dabei: Dieser „Zellenpumpe“ hängt direkt mit dem Herzschlag zusammen – steigt dieser durch Belastung, geht auch die Auffrischung schneller.

Dieses nun entdeckte autoregulatorische System wird wahrscheinlich durch krankheitsbedingten Zellumbau negativ beeinflusst. Denn wenn sich die Röhren neu anordnen, spärlicher und größer werden, kann dies die Leistungsfähigkeit des Austauschs gefährlich verringern. Darauf aufbauend könnten neue Therapieansätze entwickelt werden, die genau dieses Prinzip in den Blick nehmen.