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Kalziumkanal-Blocker können Zellkraftwerke gefährden

13.02.2020

Diese Meldung ist Teil einer wöchentlichen Zusammenfassung für den APA-Science-Newsletter Nr. 06/2020 und nicht zwingend tagesaktuell

Strömt viel Kalzium in Gehirnzellen, schadet es ihnen, deshalb testet man Blocker für seine Pforten (L-Typ Kalziumkanäle) gegen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson. Diese Kanäle schützen die Nervenzellen aber in Stresssituationen, fanden Wiener Forscher heraus. Sie aktivieren dann einen Schutzmechanismus in den Zellkraftwerken (Mitochondrien), berichten sie im Fachjournal "Science Signaling".

In den Außenwänden der Mitochondrien, die für die Energieversorgung der Zellen verantwortlich sind, sind quasi Turbinen eingebaut. So wie Wasserkraft-Turbinen vom Höhenunterschied des Wassers in Schwung gehalten werden, betreibt ein Konzentrationsgefälle von geladenen Teilchen (Protonen) diese Zellkraftwerks-Turbinen (ATP-Synthasen).

Stimuliert moderat erhöhter Kalzium-Einstrom die Nervenzellen, laufen diese Turbinen (ATP-Synthasen) schneller und produzieren mehr für die Zellen verfügbare Energie (ATP), fanden die Forscher um Helmut Kubista von der Abteilung für Neurophysiologie und Neuropharmakologie der Medizinischen Universität (Meduni) Wien heraus.

Strömt aber zu viel Kalzium hinein und ist dadurch das für die Zellkraftwerke überlebensnotwendige Konzentrationsgefälle (Protonengradient) in Gefahr, wird dieser Prozess umgekehrt und die Turbine zum Motor. "Dann wird ATP verbraucht, treibt diesen Motor an und er pumpt die Protonen nach außen, und das rettet Mitochondrien über kritische Situationen hinweg", erklärte Kubista im Gespräch mit der APA.

Schutzmechanismus in Form von Funktionswechsel

Dieser Schutzmechanismus in Form des Funktionswechsels der ATP-Synthase wird durch einen erhöhten Einstrom von Kalzium-Ionen über die L-Typ Kalziumkanäle in der Zell-Außenhaut (Zellmembran) aktiviert, berichten die Forscher in einer Aussendung. In den vergangenen Jahren habe es zwar zahlreiche Hinweise gegeben, dass Fehlfunktionen bei diesen L-Typ-Kalziumkanälen an neurologischen Erkrankungen wie Morbus Alzheimer und Parkinson beteiligt sind, weswegen in Fachkreisen das Blockieren dieser Pforte als Therapieoption in Erwägung gezogen würde, so Kubista.

Das könnte aber kurzfristig kontraproduktiv sein, denn damit schaltet man den Schutzmechanismus für die Zellkraftwerke aus und bringt damit eigentlich die Nervenzellen um. Ihre Aktivität längerfristig zu hemmen, könne aber durchaus zielführend sein.

Service: https://dx.doi.org/10.1126/scisignal.aaw6923

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