Tief im Herzen sitzt ein kleines Gehirn – ein eigenes Nervensystem, das mitentscheidet, ob das Herz auch unter extremer Belastung weiterschlägt. Ein Forschungsteam der Yale University School of Medicine hat dieses System bei Mäusen erstmals genau untersucht. Das Ergebnis, veröffentlicht im Fachjournal Cell und begleitend im Magazin Nature beschrieben, stellt eine alte Annahme infrage: dass alle Nervenzellen im Herzen gleich sind.
Die Wissenschaftler fanden hingegen zwei völlig unterschiedliche Zelltypen. Der eine hält den Herzschlag im Alltag stabil. Der andere greift erst in Notlagen ein – und schützt vor dem plötzlichen Herztod.
„Der Schlüssel ist, das Herz funktionsfähig zu halten, egal was passiert. Denn wenn die Pumpfunktion aussetzt, stirbt man“, sagt Mitautor Rui Chang.
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Was ist das „kleine Gehirn“ im Herzen überhaupt?
Ähnlich wie der Darm ein „zweites Gehirn“ besitzt, hat auch das Herz ein eigenes Nervensystem. Fachleute nennen es das intrinsische kardiale Nervensystem. Es liegt im Fettgewebe rund um das Herz.
Dieses Netzwerk tauscht Signale mit dem Gehirn und zwischen seinen Elementen aus. Es ist das letzte Glied einer langen Nervenkette, die den Herzschlag steuert.
Das Problem für die Forschung: Diese Nervenzellen sind extrem selten. Sie machen nur etwa 0,01 Prozent der Zellen in einem Stück Herzgewebe aus. Ihre genaue Aufgabe blieb deshalb lange rätselhaft.
Zwei Typen von Nervenzellen, zwei Aufgaben
Um die Zellen sichtbar zu machen, veränderten die Forscher Mäuse gentechnisch und markierten alle Herz-Nervenzellen. So identifizierten sie zwei genetisch verschiedene Zelltypen.
Der erste Typ heißt Npy+. Wurden diese Zellen stimuliert, sank die Herzfrequenz. Wurden sie zerstört, kam es zu Herzversagen und Tod. Diese Zellen können ein rasendes Herz also bremsen – und sind zugleich nötig, damit es überhaupt weiterschlägt.
Der zweite Typ, Ddah1+, war zunächst ein Rätsel. Ob die Forscher diese Zellen anregten oder entfernten, den Mäusen schien es egal zu sein. „Sie lebten lange. Es war sehr rätselhaft“, sagt Chang.
Der Moment, der alles veränderte
Die Wende kam durch einen Zufall. Die Doktorandin Qian Xu maß den Blutdruck einer Maus ohne Ddah1+-Zellen. Das Tier starb mitten in der Messung.
Das Team stellte fest: Zwei Drittel der Mäuse ohne funktionierende Ddah1+-Zellen starben, während ihr Blutdruck gemessen wurde. Bei den Kontrolltieren passierte nichts. „Unmittelbar bevor das Tier stirbt, gibt es einen plötzlichen Abfall der Herzfrequenz, und sie erholt sich nie wieder“, sagt Chang.
Der Verdacht: Stress war der Auslöser. Jede Maus war zuvor in einer engen Röhre fixiert worden. Die Forscher setzten die Tiere daraufhin gezielt verschiedenen Stresssituationen aus – etwa dauerhafter Hitze. Wieder starben die meisten.
Ohne die Ddah1+-Zellen war das Herz gegen Stress ungeschützt. Umgekehrt gilt: Wurden die Zellen aktiviert, überlebten gestresste Mäuse häufiger.
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Warum das für Herzkranke wichtig werden könnte
Die Studie zeigt, wie eng die Nervennetzwerke von Gehirn und Herz verflochten sind. „Es ist viel komplizierter, als wir dachten“, sagt Beth Habecker von der Oregon Health and Science University laut dem Nature-Bericht.
Ob sich die Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, ist noch offen. Allerdings kommen die Markergene der neu entdeckten Maus-Nervenzellen auch in menschlichen Herz-Nervenzellen vor. „Zweifellos wird es Parallelen in beiden Systemen geben“, sagt Kalyanam Shivkumar von der University of California, der die Studie begutachtet hat.
Chang betont laut Nature, wie wichtig es ist, diese Zellen zu verstehen – gerade wegen der Verbindungen zu Herzinfarkt, Herzschwäche und Herzrhythmusstörungen.
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