Ionenkanäle sind Taktgeber für das Herz

Der Herzschlag entsteht durch rhythmische Kontraktionen des Herzmuskels, die durch elektrische Signale gesteuert werden. Bei diesen Aktionspotenzialen kommt es zur elektrischen Erregung von Herzmuskelzellen, gefolgt von einer geordneten Erregungsrückbildung, der Repolarisation. Verlängert oder verkürzt sich die Repolarisationsphase, steigt das Risiko für ventrikuläre Arrhythmien und einen plötzlichen Herztod deutlich an.

Münchener Forscher haben nun erstmals eine neue Funktion von kardialen Ionenkanälen – sogenannte HCN-Kanäle mit vier bekannten Subtypen – identifiziert, die für die Repolarisationsphase des Herzmuskels essenziell sind. Der Ionenstrom dieser Kanäle wird auch als „Schrittmacherstrom“ bezeichnet, weil er zur Kontrolle des Herzschlags beiträgt.

Schon seit langem ist bekannt, dass diese Ionenkanalfamilie in spontan aktiven Schrittmacherzellen im Sinusknoten des Herzens vorkommt und unter bestimmten Umständen zu einer Beschleunigung des Herzschlags beiträgt. Unklar war aber, welche Rolle die HCN-Kanäle bei der normalen Funktion des Herzmuskels spielen.

In einem neuen Tiermodell, dem ein Subtyp der Kanäle fehlte, war eine deutliche Verkürzung der Repolarisationsphase der Aktionspotenziale im Arbeitsmyokard zu beobachten. Das Arbeitsmyokard ist der für die Kontraktionen des Herzens zuständige Teil der Herzmuskulatur. Die neuen Ergebnisse belegen, dass HCN-Kanäle für die normale Repolarisation wichtig sind. Das ist ein völlig neues physiologisches Konzept, das die biomedizinische Relevanz dieser Kanäle unterstreicht – und möglicherweise auch therapeutisch genutzt werden könnte.

Literatur: Fenske, S., et al.: Circulation Research online, 8. September 2011, Doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.246173.