Sport ist gut fürs Herz, Bluthochdruck schlecht, aber warum?

Wird das Herz durch Sport belastet, gilt das als gesund. Eine Belastung durch Bluthochdruck jedoch macht es krank. Warum ist das so? Und stimmt das immer? Forscher des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und des Universitätsklinikums Heidelberg haben neue Erkenntnisse gewonnen, wonach ein bislang nicht erkannter Signalweg vor Herzschwäche schützt oder diese auslöst – je nach Art der Belastung.

Die Forscher haben eine Kette von Stoffwechselvorgängen im Herzen untersucht, an deren Anfang ein epigenetischer Schalter namens histone deacetylase 4 (HDAC4) steht. Der neu entdeckte Signalübertragungsweg kann in Mäuseherzen je nach Belastung herauf oder herunter geregelt werden. Das zeigte sich daran, dass am Ende des Signalweges ein Bruchstück von HDAC4 in gesunden Mäuseherzen nach physiologischer Belastung, also nach Sport, vermehrt vorkommt. Mäuseherzen, die einer pathologischen Belastung ausgesetzt waren, wie einer dauerhaft erhöhten Druckbelastung, bildeten das Bruchstück jedoch nicht.

Vorrübergehende Herzschwäche

Die Forscher wollten den Effekt näher untersuchen und stellten deshalb genetisch veränderte Mäuse her, die das HDAC4-Bruchstück nicht bilden können. Die Tiere wurden einer physiologischen Belastung ausgesetzt und überraschenderweise hatte der Sport bei ihnen nicht mehr die gesunde Wirkung. Stattdessen entwickelten sie nach dem intensiven Training eine temporäre Herzschwäche, die zu einer deutlich verminderten Leistungsfähigkeit führte. Diese Herzschwäche bildete sich allerdings wieder zurück.
„Wir fanden eine vorübergehende Herzerschöpfung, auch ‚cardiac fatigue‘ genannt“, sagt DZHK-Professor Johannes Backs vom Universitätsklinikum Heidelberg. Das Syndrom findet sich auch bei Patienten und wird nach Meinung von Dr. Lorenz Lehmann, Abteilung für Kardiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, aber unterschätzt. Denn es könne nur erkannt werden, wenn man die Herzfunktion während des Sports oder in den ersten Minuten danach untersuche, so Lehmann.

Auf die Pausen kommt es an

Das HDAC4-Bruchstück kann das Herz also vor Schäden durch temporäre physiologische Belastungen schützen. Aber warum nicht auch vor Belastungen durch Bluthochdruck oder anderen Stress? „Der entscheidende Unterschied sind die Pausen“, sagt Backs. Beim Sport gibt es immer wieder Ruhephasen für das Herz. Ein Enzym namens Proteinkinase A erholt sich in diesen Phasen und sorgt dann dafür, dass an einem Scheideweg der Stoffwechselkette der gesunde Weg über die Aktivierung des HDAC4-Bruchstücks, eingeschlagen wird.

Pumpschwäche durch veränderte Proteine

Bei Dauerbelastung durch starken Bluthochdruck folgen die Signale in den Herzellen hingegen dem neu gefundenen, krankmachenden Weg: Die Aktivität der Proteinkinase A lässt durch die Dauerbelastung irgendwann deutlich nach und das Bruchstück verschwindet. Der Stoffwechsel der Herzmuskelzellen verwendet dann mehr Zucker als Fett für die Energieproduktion. Aber nicht die veränderte Energieproduktion macht das Herz krank. Es liegt vielmehr daran, dass Zuckerreste auch an Proteine angehängt werden. Einige dieser durch Zucker veränderten Proteine hemmen schließlich den Kalzium-Stoffwechsel und dadurch die Kontraktilität des Herzmuskels. Es kommt zur Pumpschwäche. „Diese Befunde sind neuartig und ändern unsere Denkweise darüber, wie eine Herzmuskelzelle versagen kann. Wir konnten zeigen, dass es eine Verbindung von der Epigenetik über den Stoffwechsel hin zur Kontraktilität, also zur Herzfunktion, gibt“, sagt Backs. Die Forscher zeigen auch, dass eine Gentherapie mit dem HDAC4-Bruchstück bei Mäusen vor dieser Pumpschwäche schützt. Dieses gänzlich neue Therapieprinzip wird jetzt intensiv untersucht.

Quelle: Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e. V.