Studie zeigt, wie niedrige Sauerstoff-Niveaus in den Herzen bereiten Menschen zu Herzrhythmusstörungen

Niedrige Sauerstoff-Niveaus in den Herzen schon lange bekannt sind, zu produzieren, lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen, sogar plötzlicher Tod. Bis jetzt war es nicht klar, wie.

Neue Erkenntnisse in einer Studie unter der Leitung von Steve A. N. Goldstein, MD, Ph. D., Vizekanzler für Gesundheits-Angelegenheiten an der Universität von Kalifornien, Irvine, und distinguished professor in der UCI School of Medicine Abteilungen für Pädiatrie und Physiologie & Biophysik, offenbaren die zugrunde liegende Mechanismus für diese gefährlichen Herz-Erkrankung.

„Unsere Forschung zeigt, dass innerhalb von Sekunden, bei geringen Konzentrationen von Sauerstoff (Hypoxie), ein protein, das sogenannte small ubiquitin-like modifier (SUMO) ist mit der Innenseite der Natrium-Kanäle, die verantwortlich sind für den Start jedem Herzschlag,“ sagte Goldstein. „Und während SUMOylated Kanäle öffnen, wie Sie sollten beginnen, den Herzschlag, Sie wieder zu öffnen, wenn Sie geschlossen werden sollten. Das Ergebnis ist eine abnorme Natrium-Ströme, die zu bereiten, zu gefährlichen Herz-Rhythmus.“

Mit dem Titel „Hypoxie produziert proarrhythmischen späten Natrium-Strom in Herzzellen (myozyten) aufzunehmen, die von SUMOylation von NaV1.5 Kanäle,“ die Studie wurde heute veröffentlicht in Cell Reports. Lead-Autor, Leigh D. Pflanze, Ph. D., assistant professor an der Bouvé College of Health Sciences, Department of Pharmaceutical Sciences an der Northeastern University, war ein ehemaliger post-doc fellow mit Dr. Goldstein.

Jeder Herzschlag beginnt, wenn die Natrium-Kanäle öffnen und Ionen strömen in die Zellen des Herzens—dies startet die Aktion Potenzial, das bewirkt, dass der Herzmuskel zu kontrahieren. Wenn normal funktioniert, die Natrium-Kanäle schließen sich schnell nach dem öffnen, die geschlossen bleiben. Danach, Kalium-Kanäle öffnen, die Ionen verlassen die Zellen des Herzens, und das aktionspotential endet rechtzeitig, so dass die Muskeln können sich entspannen in der Vorbereitung für den nächsten Schlag. Wenn die Natrium-Kanäle wieder zu öffnen, und produzieren späten Natrium-Ströme, wie in dieser Studie beobachtet mit niedrigem Sauerstoffgehalt, das aktionspotential wird verlängert und neue elektrische Aktivität beginnen kann, bevor das Herz hat sich erholt, riskiert gefährliche, unübersichtliche Rhythmen.

Vor fünfzehn Jahren, die Goldstein group berichtet SUMO regulation von ionenkanälen an der Oberfläche von Zellen, eine unerwartete Erkenntnis, da der SUMO-Signalweg hatte gedacht worden, um betrieben, die ausschließlich zur Kontrolle der Genexpression im Zellkern.

„Diese neue Forschung zeigt, wie schnell SUMOylation der Zelloberfläche kardialen Natrium-Kanäle bewirkt späten Natrium-Strom in Reaktion auf Hypoxie, eine Herausforderung, vor der viele Menschen mit Herz-Krankheit,“ sagte Goldstein. „Zuvor, die Gefahr des späten Natrium-Strom anerkannt wurde und in Patienten mit der seltenen, vererbten Mutationen des Natrium-Kanäle verursachen Herz-Long-QT-Syndrom und als Ergebnis ein gemeinsamer Polymorphismus im Kanal, den wir identifiziert, die in einer Untergruppe von Kindern mit dem plötzlichen Kindstod (SIDS).“