• Arbeitsgruppe von Petra Eder-Negrin
  • Expression der NKA (grün) in einer adulten Kardiomyozyte
  • Neonatale Kardiomyozyten

Calciumionen und Natriumionen im Herzen

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe von Petra Eder-Negrin steht die Rolle von Ionenkanälen, Ionenpumpen und Ionenaustauschern in der Plasmamembran von Herzmuskelzellen.

Das Interesse der Arbeitsgruppe gilt insbesondere den Ionenkanälen, welche als Transient-Receptor-Potential Channels, Unterfamilie „C“ (TRPC) bezeichnet werden und vor allem unter pathologischen Bedingungen einen erhöhten Na+ und Ca2+-Einstrom in Herzmuskelzellen erlauben und somit maßgeblich den Verlauf der Herzinsuffizienz beschleunigen (siehe Projekt 1 weiter unten).

Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Rolle der Na/K ATPase dar, dem wichtigsten Na+-Export Protein im Herzen und Angriffspunkt für Herzglykoside (siehe Projekt 2 weiter unten).

Im Rahmen des Projekts MY.10 wird die Rolle von Na+ im Zusammenhang mit der Freisetzung von Aldosteron und der Fibrose-Entstehung in der Herzinsuffizienz untersucht (siehe Projekt 3 weiter unten; Kooperationsprojekt mit Maxim Terekhov, Laura Schreiber, Wolfgang Bauer, Peter Jakob und Stefanie Hahner).

In einem weiteren Projekt werden akzessorische Proteine des spannungsabhängigen Ca2+ Kanals Cav1.2 als wichtige Komponenten in der pathologischen kardialen Hypertrophie analysiert (IZKF-Projekt mit Dr. Erick Miranda-Laferte, Institut für Physiologie, Universität Würzburg).

Projekt 1: TRPC Ionenkanäle

Hintergrund des Projekts „TRPC Ionenkanäle in der kardialen Hypertrophie und im Herzversagen“: Unter pathologischen Bedingungen werden TRPC Ionenkanäle in der Plasmamembran von Herzmuskelzellen verstärkt aktiviert, was einen erhöhten Kationeneinstrom (Na+/Ca2+) zur Folge hat, nachfolgende Signalkaskaden aktiviert und daher Prozesse beschleunigt, die zum Herzversagen beitragen.

Ziel und Vorgehensweise: Für die Untersuchung von Proteinen, welche die Funktion von TRPC-Ionenkanälen steuern, werden folgende Methoden angewandt: Biochemische Interaktionsstudien, Fluoreszenz-Lokalisation von Proteinen, Ca2+-Signalmessungen, Kultivierung von Herzmuskelzellen (Projektbeteiligte: Sandra Bandleon, PhD Studentin, Clemens Manske, Medizinischer Doktorand).

Projekt 2: Na/K ATPase

Hintergrund des Projekts „Na/K ATPase im Herzversagen“: Im Herzen ist die Na/K ATPase nicht nur verantwortlich für das Konzentrationsgefälle für Na+ und K+, sondern sie reguliert über den Na+/Ca2+ Austauscher auch die Kontraktionskraft.

Ziel und Vorgehensweise: Es gibt im Herzen zwei α-katalytische Isoformen der Na/K ATPase. Unterschiede in ihrer Funktion, Lokalisation und Regulation könnten sich auch auf die Entstehung und den Verlauf der Herzinsuffizienz auswirken. Anhand von in vivo Modellen wird der Einfluss der Untereinheiten auf kardiale Funktion, Struktur, Na+ und Ca2+ Gehalt, sowie Signalkaskaden nach pathologischer Stimulation untersucht, um zu eruieren, ob eine selektive Modulation Vorteile für die kardiale Funktion und Morphologie im Krankheitsfall bringt (Projektbeteiligte: Dorina Höfler, Medizinische Doktorandin, Anna-Karina Lamprecht, Technische Angestellte)

 

 

Projekt 3 (MY.10): Hyperaldosteronismus

Hintergrund des Projekts „Das Wechselspiel zwischen Hyperaldosteronismus, Na+ Regulation und kardialem Remodeling“: Es ist bekannt, dass die funktionelle und morphologische Integrität des Herzens durch chronisch-erhöhte Aldosteron-Spiegel beeinträchtigt ist.

Ziel und Vorgehensweise: Es wird wir untersucht, ob die schädigenden Effekte von Aldosteron auf Veränderungen des kardialen Na+ Haushalts zurückzurückzuführen sind. Durch die Kombination von CINE-MRT, Fibrose-T1 Mapping und 23Na MRT wird der Zusammenhang zwischen der kardialen Na+ Verteilung, der Herz-Funktion und Fibrosierung nach induzierter Herzinsuffizienz hergestellt. Der Einfluss von Na+ auf das Krankheitsbild wird außerdem mit Hilfe histologischer, biochemischer und funktioneller Untersuchungen (Kontraktilität; zytosolische Na+ und Ca2+-Messungen) auf zellulärer Ebene analysiert (Projektbeteiligte: Antonella Cellini, PhD Studentin).

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