Großer Ionenkanal im Herzen ist das Pannexin-1

Foto: Pannexin-1 Kanäle

Vordergrund: Typisches Signal von
Pannexin-1 Kanälen (dunkelorange),
Hintergrund: isolierte Herzmuskel-
zelle mit grün leuchtenden Pannexin-1
Kanälen blauen Zellkernen; © RUB

Er kommt unter anderem im Gehirn vor und wird dort zum Beispiel für epileptische Ereignisse verantwortlich gemacht. Er könnte auf ähnliche Weise auch an der Entstehung von Herzrhythmusstörungen beteiligt sein.

Das erst vor wenigen Jahren entdeckte Pannexin-1-Kanalprotein ist Mitglied einer Familie von Proteinen, die am Aufbau von elektrischen Schaltstellen zwischen Nervenzellen (Synapsen) beteiligt sind. Durch das kontrollierte Öffnen und Schließen ermöglicht der Kanal den Ausstrom geladener Teilchen und somit zum Beispiel im Gehirn oder der Netzhaut des Auges die besonders schnelle Weiterleitung elektrischer Signale. Eines der charakteristischen Merkmale dieser Kanäle ist ihre außergewöhnliche Größe. Werden sie unkontrolliert geöffnet, kann das gefährliche Folgen haben. Sie lassen vergleichsweise große Mengen von Stoffen aus Zellen ausströmen, die physiologisch bedeutsam sind und Regelkreise durcheinander bringen können. Man vermutet daher, dass Pannexin-1-Kanäle verschiedene krankhafte Prozesse (mit-)verursachen, etwa bestimmte Formen der Epilepsie.

Jetzt konnten Forscher in interdisziplinärer Zusammenarbeit nachweisen, dass es sich bei dem rätselhaften Ionenkanal in Herzmuskelzellen genau um diesen Pannexin-1-Kanal handelt. Der unbekannte, ungewöhnlich große Kanal wurde von der Arbeitsgruppe um Professor Lutz Pott (Abteilung für Zelluläre Physiologie) im Jahr 1986 zum ersten Mal beschrieben. Versuche zur Identifizierung der molekularen Identität des Kanals waren aber nicht schlüssig.

Unabhängig von dieser Suche charakterisierte die Arbeitsgruppe „Molekulare Hirnforschung“ am Neuroanatomischen Institut molekular- und zellbiologisch Kanalproteine in elektrischen Synapsen. Die funktionelle Analyse eines dieser Proteine führte zu der Annahme, dass das Pannexin-1-Protein für die Kanalaktivität in Herzmuskelzellen verantwortlich sein könnte. Um diese Frage zu klären, arbeiteten die beiden Gruppen zusammen. „Und tatsächlich konnten wir mit elektrophysiologischen, molekularbiologischen und bildgebenden Methoden nachweisen, dass Herzmuskelzellen über Pannexin-Kanäle verfügen“, freut sich PD Doktor Georg Zoidl. „Das unkontrollierte Öffnen dieser Kanäle hat vermutlich katastrophale Folgen für den Herzrhythmus, der durch elektrische Signale gesteuert wird.“ Es bleibt daher aufzuklären, wozu die Herzmuskelzellen Pannexin-1-Kanäle benutzen.


MEDICA.de; Quelle: Ruhr-Universität Bochum