Stress und das Herz: Es ist kompliziert

Stress und das Herz: Es ist kompliziert

Wenn das Herz während des Trainings unter Stress gesetzt wird, ist es als gesund angesehen. Belastung durch hohen Blutdruck ist schlecht für das Herz. Warum? Und ist dies immer der Fall? Forscher des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und des Universitätsklinikums Heidelberg haben neue Erkenntnisse, die darauf hindeuten, dass ein bisher unentdeckte Signalweg verursacht oder vor Herzinsuffizienz schützt erhalten – je nach Art des Druckes . Sie Berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe von Nature Medicine.

Die Forscher untersuchten eine Kette von Stoffwechselprozessen im Herzen, die einen epigenetischen Schalter namens Histon Deacetylase 4 (HDAC4) seinen Anfang hat. Epigenetik untersucht wie Umwelteinflüsse Gene regulieren. Die neu entdeckten Signalweg Übertragung kann hochreguliert oder herunterreguliert in Mäuseherzen je nach Stress. Die Forscher haben dies, weil am Ende der Signalweg ein Fragment des HDAC4 häufiger bei gesunden Mäuseherzen nach physiologischen Stress, d. h. nach dem Training ist. Noch hat die Mäuseherzen, die pathologischen Stress, zum Beispiel Dauerstress aufgrund erhöhter Blutdruck ausgesetzt waren, dieses Fragment nicht generiert.

Temporäre Herzinsuffizienz

Die Forscher zielte darauf ab, die Wirkung genauer zu untersuchen und produziert daher genetisch veränderte Mäusen, die nicht das HDAC4-Fragment erzeugt werden. Die Tiere wurden physiologische Belastungen ausgesetzt und überraschend, Übung hatte nicht mehr die gesunde Wirkung auf sie. Stattdessen entwickelten sie temporäre Herzinsuffizienz nach dem intensiven Training führte zu einem deutlich reduzierten Leistung. Diese Herzinsuffizienz, jedoch wieder zurückgebildet.

“Wir temporäre kardiale Ermüdung,” sagt DZHK Professor Johannes Backs des Universitätsklinikums Heidelberg, Direktor der neu gegründeten Abteilung für Molekulare Kardiologie und Epigenetik (Innere Medizin VIII) seit 2015. Das Syndrom ist auch bei Patienten gefunden, aber ist laut Dr. Lorenz Lehmann, der Erstautor der Studie von der Abteilung für Kardiologie (Innere Medizin VIII) am Universitätsklinikum Heidelberg unterschätzt. Lehmann heißt es deshalb, weil es nur erkannt werden kann, wenn die Herzfunktion während oder in den Minuten unmittelbar nach dem Training untersucht wird.

Es kommt auf die Pausen

HDAC4 Fragment kann somit das Herz vor Schäden durch vorübergehenden physiologischen Stress schützen. Doch warum nicht auch von Stress verursacht durch Bluthochdruck oder andere Arten von krankhaften Stress? “Die Pausen machen den Unterschied”, sagt Rücken. Während der Übung, gibt es häufig Ruhezeiten für das Herz. Ein Enzym namens Protein Kinase A erholt sich während dieser Zeit und dann wird sichergestellt, dass der gesunde Weg über die Aktivierung des Fragments HDAC4 am Scheideweg der metabolischen Kette gefolgt ist.

Während der ständigen Beanspruchung durch sehr hohen Blutdruck, die Signale in den Herzzellen, auf der anderen Seite die neu entdeckten, krankhaften Weg folgen: das Protein Kinase A-Aktivität schwindet schließlich deutlich unter dem Dauerstress und das Fragment verschwindet. Die Herzmuskelzellen Stoffwechsel dann nutzt mehr Zucker als Fett zur Energiegewinnung. Es ist nicht, jedoch die Änderung in der Energieerzeugung, die das Herz krank macht. Vielmehr ist es denn zuckerreste an Proteine zu legen. Einige dieser Proteine verändert durch Zucker schließlich hemmen den Kalzium-Stoffwechsel und damit der Herzmuskel KONTRAKTILE Funktion, führt zu einem Mangel an Leistung das Herz Pumpen.

“Diese Ergebnisse sind Roman und ändern die Art, wie, die wir denken an wie eine myokardiale Zelle ausfallen kann. Wir konnten zeigen, dass es eine Verbindung zwischen Epigenetik über den Stoffwechsel durch Kontraktilität, d. h. durch, Herzfunktion, “sagt Rücken. Die Forscher zeigen auch, dass eine Gentherapie mit dem HDAC4 Fragment dagegen schützt Pumpen macht Mangel an Mäusen. Dieses völlig neue therapeutische Prinzip wird nun intensiv untersucht.

Extremen Ausdauersport können das Herz schädigen.

Auch aus evolutionärer Perspektive scheint der Mechanismus plausibel, die Forscher. Unsere Vorfahren, die Sammler und Jäger, musste oft körperlich aktiv für viele Stunden Essen zu finden und nach Hause bringen. Die neu entdeckten Signalweg konnte das Herz in diesem Fall geschützt haben. Die Ergebnisse erklären auch, warum extremen Ausdauersport ohne Ruhezeiten das Herz schädigen können. “Wir alle wissen intuitiv, dass Pausen wichtig sind. Vielleicht wir die molekularen Ursachen dafür gefunden haben”, erklärt Rücken.

Dass längere Belastung des Herzens zu Veränderungen in den Signalweg führt kann auch die Ursache des Syndroms gebrochenes Herz (Tsubo Kardiomyopathie) sein, in denen temporäre Herzinsuffizienz auf, insbesondere durch emotionalen Stress gebracht wird. Die Forscher unter der Leitung von Johannes Rücken setzen derzeit dieses Phänomen unter dem Mikroskop.