Neue Funktion der Natriumpumpe beim Herzen

Ohne Natriumpumpe entwickelt sich
kein Herz; © PixelQuelle.de

Das Herz schlägt nur dann, wenn elektrisch geladene Teilchen (Ionen) über die Membran der Herzzellen hin- und hertransportiert werden. Das bewerkstelligt die Natrium-Kalium-Pumpe. Sie pumpt Kalium-Ionen in das Zellinnere und lässt Natrium-Ionen aus der Zelle ausströmen. Sie reguliert indirekt unter anderem auch die Konzentration von Calcium- Ionen, die wiederum den Herzschlag steuern.

Jetzt haben Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch eine neue Funktion der Natriumpumpe entdeckt. Die von ihr ausgelöste veränderte Ionenkonzentration (Ionengradient) innerhalb und außerhalb der Zellen sorgt im Embryo dafür, dass sich die Herzzellen während der Organentwicklung an ihrer Ober- und Unterseite unterscheiden. Forscher sprechen dabei von Zellpolarität. Sie ist für die Funktion des Organs lebenswichtig. Weiter sorgt die Natriumpumpe dafür, dass die Herzzellen aneinandergeheftet bleiben. Fehlt die Natriumpumpe, entwickelt sich kein Herz.

Bisher haben Zellbiologen eine Reihe von Signalwegen identifiziert, die die Organentwicklung steuern. "Dass Ionengradienten, die von der Natriumpumpe erzeugt werden, diese fundamentalen zellbiologischen Prozesse regulieren, nämlich die Polarisierung und das Zusammenhaften von Zellen, ist neu und sehr überraschend", erläutert der Entwicklungsbiologe Dr. Seyfried vom Max-Delbrück- Centrums für Molekulare Medizin die Ergebnisse aus seinem Labor.

Die Forscher in Berlin vermuten, dass sich Defekte in der Natriumpumpe nicht nur auf den Zusammenhalt von Herzmuskelzellen sondern auch auf die Entwicklung der Blut-Hirn-Schranke und der Netzhaut auswirken. Sollte sich diese Vermutung bestätigen, hätte die Natriumpumpe eine zentrale Rolle bei der Entwicklung unterschiedlicher Typen von Epithelzellen innerhalb des gesamten Organismus und nicht nur des Herzens.

MEDICA.de; Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin