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Mittwoch, 18.01.2017
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Marathon-Maus: Ausdauer dank Gen-Defekt

Proteinmangel lässt vermehrt langsame, ausdauernde Muskelfasern entstehen

Fehlt Mäusen ein Gen für ein bestimmtes Muskel-Protein, so entwickeln sie sich zu "Marathonläufern": Im Lauftest sind sie deutlich ausdauernder als normale Mäuse. Der jetzt von deutschen Forschern entdeckte Zusammenhang zwischen Protein und Muskelfaserzusammensetzung könnte auch für die Erforschung und Behandlung der Herzschwäche von Bedeutung sein.
Versuchtstier Maus

Versuchtstier Maus

In den Muskeln von Säugetieren gibt es normalerweise zwei Muskelfasertypen: Die dunkleren, so genannten langsamen Muskelfasern können zwar nicht schnell reagieren, dafür aber ausdauernd arbeiten. Im Gegensatz dazu sind schnelle Muskelfasertypen sofort einsatzbereit, ermüden aber schneller. Normalerweise ist der Anteil der Fasertypen im Muskel streng reguliert, damit sich die Muskeln stets optimal an wechselnde Anforderungen anpassen können.

Zusammenspiel von zwei Proteinen


Wichtig für diese Anpassungsprozesse ist das Zusammenspiel des Proteins Calsarcin 2 mit dem Muskelprotein Calcineurin, das die Ausbildung der langsamen und ausdauernden Muskelfasern fördert. „Normalerweise bindet Calsarcin 2 an Calcineurin und reguliert somit dessen Aktivität", erklärt Professor Norbert Frey vom Universitätsklinikum Heidelberg. Der Kardiologe und seine Kollegen haben gentechnisch veränderte Mäuse erzeugt, deren Muskeln das Protein Calsarcin 2 nicht bilden können.

Als Folge entstanden „Marathon-Mäuse“, die in Lauftests deutlich länger durchhielten und schneller liefen als ihre unveränderten Artgenossen. Der Grund der Ausdauerleistung: Der Mangel am Protein Calsarcin 2 führt dazu, dass die Muskeln der "Marathon-Maus" sich aus überdurchschnittlich vielen so genannten langsamen Muskelfasern zusammensetzen. Ist kein Calsarcin 2 vorhanden, verstärkt sich die Wirkung von Calcineurin und es entwickeln sich mehr ausdauernde Muskelfasern.


Schwacher Herzmuskel = schwacher Skelettmuskel?


Doch warum interessieren sich Herzspezialisten für Skelettmuskeln? „Es gibt große Ähnlichkeiten zwischen der Herz- und der Skelettmuskulatur und viele der molekularen Mechanismen sind gleich", erklärt Frey. „Daher haben wir uns vorgenommen, die Proteinfamilie der Calsarcine genauer zu untersuchen, um ihre Funktion auch außerhalb des Herzens besser zu verstehen.“

„Zudem hängt die körperliche Leistungsfähigkeit bei Patienten mit Herzschwäche wesentlich vom Zustand der Skelettmuskulatur ab", ergänzt Derk Frank, Assistenzarzt an der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pneumologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg und Mitautor des
Artikels. Mit ihren Forschungsarbeiten wollen die Kardiologen verstehen, ob es auf molekularer Ebene Zusammenhänge gibt zwischen der Fitness des Herzmuskels und der Skelettmuskulatur.
(Universitätsklinikum Heidelberg, 05.11.2008 - NPO)
 
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