Wie Blutgefäße entspannen

Freitag, 5. Februar 2010, 17:03 • Rubrik Medizin.

Wenn das Blut durch die Adern rauscht, bewirkt es eine Entspannung der Gefäßwand. Ein wichtiges Glied in der zugehörigen Signalkette haben amerikanische Mediziner identifiziert. Die mechanische Belastung führt demnach zur Deaktivierung eines Enzyms, das die Aktivität gleich mehrerer Gene kontrolliert.

Bild: NIH-National Heart, Lung and Blood Institute

Als Resultat produzieren die Zellen des Endothels, der inneren Auskleidung der Blutgefäße, reichlich Stickstoffmonoxid (NO) als “Entspannungsmittel” für die benachbarte Gefäßmuskulatur, fanden Zheng-Gen Jin und seine Arbeitsgruppe an der University of Rochester. Damit nicht genug, scheint auch die Einwanderung weißer Blutkörperchen in die Gefäßwand gehemmt zu werden – eine Voraussetzung für die Entwicklung einer Atherosklerose.

“Es steht außer Frage, dass wir alle Sport treiben sollten, um das Herz auf Touren zu bringen und die Scherkraft in den Blutgefäßen zu erhöhen – mit allen molekularen Vorzügen, die das mit sich bringt”, erläutert Jin. Die Identifizierung der Histon-Deacetylase 5 (HDAC5) als Teil dieser Signalkette könnte helfen, dem Prozess notfalls mit Medikamenten auf die Sprünge zu helfen und so Herzinfarkten und Schlaganfällen vorzubeugen, hofft der Mediziner.

Jin und Kollegen führten ihre Untersuchungen mit Endothelzellen durch, die verschiedene fluoreszierende HDAC5-Varianten produzierten. Normalerweise fand sich das Enzym ausschließlich im Kern der Zellen. Nach Einwirkung einer Scherkraft wurde ihm jedoch eine Phosphatgruppe angehängt, in der Folge wanderte es aus dem Kern in das Zellplasma. Erst jetzt konnte im Zellkern ein zuvor blockierter Transkriptionsfaktor (MEF2) in Aktion treten und über einen weiteren Transkriptionsfaktor (KLF2) das Gen für die Endotheliale Stickoxidsynthase aktivieren.

Weitere Experimente der Gruppe deuten darauf hin, dass der Ausgangspunkt der Signalkette in Calciumkanälen in der Membran der Endothelzellen liegt. Diese könnten durch die Scherkraft des Blutstroms verformt und geöffnet werden. Der Einstrom von Calciumionen in das Zellplasma ist ein Signal, das in verschiedenen Zelllinien eine jeweils typische Reaktion auslöst – im Falle der Endothelzellen könnte es die Anpassung der Blutgefäße an die Kreislaufbelastung sein.

Forschung: Weiye Wang und Zheng Gen Jin, Aab Cardiovascular Research Institute und Department of Medicine, University of Rochester School of Medicine and Dentistry, Rochester, New York; und andere

Veröffentlichung Blood, DOI 10.1182/blood-2009-05-224824

WWW:
Jin Lab, University of Rochester
Histone Deacetylase 5
Herz-Kreislaufsystem
Fluid Shear Stress (PDF)

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