Zyklusabhängige Kardiomyozytenkopplung
Bestimmung der zyklusabhängigen Kardiomyozytenkopplung im intakten Herzen und ihres Beitrags zur Auslösung und Aufrechterhaltung von Herzrhythmusstörungen
Abnormale elektrische Kopplung sowie veränderte kardiale Erregbarkeit werden als wichtige Faktoren bei verschiedenen pathophysiologischen Zuständen wie Herzinfarkt, Elektrolytstörungen, Herzrhythmusstörungen und plötzlichem Herztod angesehen, was die Quantifizierung der Zell-ZellKopplung und der kardialen Erregbarkeit zu einem klinisch relevanten Forschungsthema macht. Im Herzen spielt die elektrische Kopplung zwischen Kardiomyozyten über Gap Junctions eine entscheidende Rolle für die Stabilität des Ruhemembranpotenzials, die Ausbreitung der elektrischen Aktivität und die Synchronisierung der Repolarisation. In diesem Projekt werden wir neuartige optogenetische Methoden anwenden, um den Eingangswiderstand und die Längenkonstante im intakten Herzen zu verschiedenen Zeitpunkten während des Herzzyklus zu messen. Dazu verwenden wir die optogenetische unterschwellige Depolarisation von Channelrhodopsin-2-exprimierenden Mäuseherzen und die scharfe Mikroelektrodenaufzeichnung des Membranpotenzials. Darüber hinaus werden wir die Anfälligkeit des Herzens für Nachdepolarisationen und Extraschläge sowie die elektrische Kopplung zwischen den Zellen in klinisch relevanten Situationen wie Hyper- und Hypokaliämie, β-adrenerge Signalisierung und myokardiale Hypoxie untersuchen, die alle an der Arrhythmogenese bei ischämischen Herzerkrankungen beteiligt sind, um ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Arrhythmie-Mechanismen zu gewinnen und neue therapeutische Strategien zu testen.
