Bei Herzerkrankungen ist in der Regel die Pumpfunktion reduziert, doch können sie auch auf eine gestörte Füllung des Herzens mit Blut zurückgehen. Eine Schlüsselrolle bei der Füllung des Herzens spielt das elastische Gerüstprotein Titin. Jetzt haben Prof. Michael Gotthardt und seine Mitarbeiter vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch zusammen mit Forschern der Universität von Washington in Pullman, USA, nachgewiesen, dass eine elastische Region des Titins, kurz N2B genannt, dafür verantwortlich ist, dass sich die Herzkammern in der Erschlaffungsphase (Diastole) des Herzmuskels mit Blut füllen.
Die Arbeit von Michael H. Radke und Prof. Gotthardt ist jetzt in den Proceedings der National Academy of Sciences (PNAS)* online erschienen. Die Forscher hoffen, dass ihre Erkenntnisse in Zukunft weitere neue Einblicke in die Entstehungsmechanismen der Herzinsuffizienz ermöglichen.
Die N2B Region kommt nur im Titin des Herzens vor und ermöglicht es, die Füllung der Herzkammer für die jeweilige Pulsfrequenz zu optimieren. Damit steht auch bei kurzer Füllungszeit unter körperlicher Anstrengung und erhöhtem Pulsschlag ausreichend Blut für den darauf folgenden Herzschlag zur Verfügung. Um die Funktion von N2B im Herzmuskel zu untersuchen, schalteten die Forscher gezielt diese Region im Titin-Gen aus, wobei alle übrigen Funktionen des Titins erhalten blieben. Das Gerüstprotein ist dadurch verkürzt und wie die Forscher im Tiermodell feststellten, sind die Herzen kleiner und haben damit auch weniger Volumen. Unter Normalbedingungen gleicht das Herz dies über eine erhöhte Schlagrate oder stärkeren Herzschlag aus. Ohne N2B ist jedoch zusätzlich die Erschlaffungsphase gestört, was zur Herzschwäche führt.
Titin ist mit seinen fast 30 000 Bausteinen (Aminosäuren) das grösste Protein des Menschen. Es kommt im Herzmuskel und im Skelettmuskel vor. Titin ist ein wichtiger Bestandteil der kleinsten mechanischen Einheit von Muskeln, des Sarkomers. Sarkomere liegen in grosser Zahl hintereinander geschaltet im Muskel vor. Erst vor kurzem konnten Prof.
Gotthardt und seine Mitarbeiter zeigen, dass Titin an der Muskelkontraktion und den dafür benötigten Signalprozessen beteiligt ist.
*Targeted deletion of titin N2B region leads to diastolic dysfunction and cardiac atrophy