Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Berlin und Hamburg klärten Humangenetiker des Universitätsklinikums Jena einen Regelmechanismus für die Kontraktion der Wände von großen und sehr kleinen Blutgefäßen auf. In ihrer jetzt im Journal of Clinical Investigation veröffentlichten Untersuchung schlagen sie den Kalzium-aktivierten Chlorid-Kanal TMEM16A/ANO1 als möglichen Angriffspunkt für die Behandlung von Bluthochdruck vor.
Erhöhter Blutdruck ist eine der am stärksten verbreiteten Zivilisationskrankheiten und ein Risikofaktor für Gefäßerkrankungen, Herzinfarkt, Schlaganfall und Nierenschäden. Ein wesentliches Merkmal ist der vergrößerte Widerstand des Gefäßsystems, der aus einer Verengung der Blutgefäße aufgrund einer Kontraktion der Muskelzellen in den Gefäßwänden resultiert. Das komplexe Gefüge der Regulierungsmechanismen für den Blutdruck ist nur stückweise verstanden; Wissenschaftler aus Jena, Berlin und Hamburg können dem jetzt einen weiteren Puzzlestein hinzufügen.
Im Mittelpunkt steht dabei ein mit TMEM16A bezeichnetes Protein, das in den glatten Muskelzellen der Gefäßwände vorkommt. Dieses Protein ist ein Ionenkanal für Chlorid-Ionen. In Abhängigkeit von der Konzentration von Kalzium-Ionen in den Gefäßwandzellen öffnet dieser Kanal und lässt Chlorid in die Zellen einströmen, was letztlich zu einer stärkeren Kontraktion der Gefäßwände führt. „Bislang war diese Rolle von TMEM16A nicht klar“, so Prof. Christian Hübner, Direktor des Instituts für Humangenetik am Jenaer Universitätsklinikum. „Jedoch lag eine Beteiligung von Kalzium-aktivierten Chlorid-Kanälen für die Regulation des Gefäß-Tonus und damit des Blutdrucks aufgrund verschiedener Vorbefunde nahe.“
Um diese Hypothese zu überprüfen, schalteten die Wissenschaftler den Kanal zielgerichtet in den Muskelzellen der Gefäßwände von erwachsenen Mäusen aus. „Das Ausschalten des Ionenkanals hat in der Tat eine Verringerung des Blutdrucks zur Folge“, nennt Christian Hübner das wichtigste Ergebnis, „damit konnten wir erstmals die blutdruckregulierende Wirkung von TMEM16A im lebenden Organismus nachweisen.“ Darüber hinaus zeigten die Wissenschaftler, dass diese Blutdrucksenkung auch bei der zusätzlichen Gabe des gefäßverengenden und damit blutdrucksteigernden Hormons Angiotensin bestehen bleibt.
Der Vergleich verschieden großer Gefäße ergab Erstaunliches: In den Gefäßwänden von großen Schlagadern gab es wesentlich mehr TMEM16A als in mittelgroßen Arterien, und während sich die Hauptschlagader ohne den Ionenkanal weniger kontrahiert, zeigten mittelgroße Arterien nach dem Abschalten des Kanals ein unverändertes Kontraktionsverhalten. In den Gefäßmuskelzellen kleiner und kleinster Gefäße waren die durch den Kanal vermittelten Ströme besonders groß und das Ausschalten des Kanals führte auch hier zu einer verminderten Kontraktion.
Professor Hübner: „Es hat uns überrascht, dass der Ionenkanal in den verschiedenen Abschnitten des Gefäßbaumes eine so unterschiedliche Bedeutung hat. Das unterstreicht aber die Rolle von TMEM16A in der Blutdruckregulation, denn besonders die kleinen Arterien tragen zum blutdruckbestimmenden Gefäßwiderstand bei.“ Das macht den Ionenkanal zu einem interessanten Kandidaten für neue Behandlungsstrategien von hohem Blutdruck.
Originalliteratur:
Heinze C. et al. Disruption of vascular Ca2+-activated chloride currents lowers blood pressure, 2014, Journal of Clinical Investigation, doi:10.1172/JCI70025.http://www.jci.org/articles/view/70025
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