Ca-Haushalt bei Barth-Syndrom gestört

WÜRZBURG. Eine Herzschwäche ist oft genetisch bedingt und erfordert bei vielen Betroffenen eine Herztransplantation. Das Barth-Syndrom ist eine der Erbkrankheiten, die zu dieser krankhaften Veränderung des Herzmuskels führt. Es betrifft nur Jungen und tritt schon im frühen Kindesalter auf.

Einen wichtigen neuen Einblick in den Krankheitsmechanismus hat jetzt das Team um Professor Christoph Maack entdeckt, teilt das Uniklinikum Würzburg mit. Die durch den Gendefekt beeinträchtigte Energiegewinnung der Herzmuskelzellen hängt mit dem Calciumhaushalt zusammen, wie die Forscher vom Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI) entdeckt haben.

Störung der Atmungskette

Frühere Arbeiten deuteten bereits darauf hin, dass eine Störung der Atmungskette in den Mitochondrien bei Patienten mit Barth-Syndrom die Entwicklung der Herzschwäche zur Folge hat. Denn das Barth-Syndrom geht auf einen Defekt des Tafazzin-Gens zurück.

Dieser Gen-Defekt beeinträchtigt die Produktion von Cardiolipin, einem wichtigen Bestandteil der Mitochondrienmembran. Ein Mangel an Cardiolipin stört nach bisherigen Erkenntnissen die Aneinanderreihung der Atmungskette in der Mitochondrienmembran, wodurch weniger Energie in Form von ATP produziert wird.

Gleichzeitig gleiten Elektronen ab und produzieren gefährliche Sauerstoffradikale. Der Energiemangel und der oxidative Stress beeinträchtigen die Herzfunktion.

Untersuchungen von Mäusen

Da ein wichtiger Prozess an der Mitochondrienmembran auch der Transport von Calcium über Kanäle ist, nahm das Team um Maack das Zusammenspiel zwischen den Calciumspeichern der Zellen und den Mitochondrien genauer unter die Lupe. Denn die Energie-Produktion wie auch die Entgiftung von Sauerstoffradikalen ist auf die Aufnahme von Calcium angewiesen.

Studien bei Mäusen, die einen ähnlichen Defekt des Tafazzin-Gens hatten wie Patienten mit Barth-Syndrom, ergaben, dass den Defekten in der Atmungskette eine frühe und deutliche Beeinträchtigung der Calciumaufnahme in Mitochondrien vorausgeht.

"Die fehlende Calciumaufnahme beeinträchtigt die notwendige Aktivierung des Citratzyklus, welcher Elektronen für die ATP-Herstellung an der Atmungskette, aber auch für die Entgiftung von Sauerstoffradikalen herstellt. Hierdurch kann die defekte mitochondriale Calciumaufnahme sowohl das Energiedefizit als auch den oxidativen Stress erklären, die bei der Erkrankung typischerweise beobachtet werden", so Maack. (eb)