Wirkung von Herzglykosiden auf die Na/K-ATPase

Wissenschaft Biologie
#1

Hallo,

Frage:

Wenn Herzglykoside die Na/K-ATPase in zB Herzmuskelzellen blockieren, kann das eingeströmte Na+ nicht mehr schnell genug aus den Zellen tranportiert werden und verbleibt in der Zelle.

Ich hab aber Probleme zu verstehen, was darauf folgt…

In der Lektüre steht, dass die Calcium-Konzentration normalerweise außerhalb der Zelle sehr hoch ist und innerhalb sehr gering.

Herzglykoside bewirken aber eine besonders hohe Konzentration an Calcium innerhalb der Zelle und somit einen inotropen Effekt, weil dieses nicht mehr herausbefördert werden kann, weil der dazu nötige Na-Gradient nicht mehr vorhanden ist (Blockade der Na/K-ATPase) für den Na/Ca-Antiporter.
Die Frage ist: An welcher Stelle der Erregung einer Zelle strömt Calcium in die Zelle?

In der Depolarisation strömt Natrium in die Zelle, baut einen Gradienten auf, indem in der Zelle sehr viel mehr Natrium ist als außerhalb, wodurch der Export über Antiporter erkleichtert wird. Dieser Gradient kann doch aber nicht auch noch für den Export von Calcium genutzt werden, da das befördernde Na/Ca-Protein doch kein Symporter ist.

Das ist total verwirrend…

Kann mir das mal wer Schritt für Schritt erklären bitte?

Danke

#2

Hallo Neuzugang,

vielleicht kann dir das untenstehende Zitat (aus Kuschinsky-Lüllmann, „Kurzes Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie“, 7. Aufl., Georg Thieme Verlag) weiterhelfen:

„Herzglykoside werden an die Na-K-ATPase, die Ionenpumpe, gebunden. Die Bindung des Glykosids erfolgt von außen an die ATPase während eines bestimmten Stadiums des Pump-Zyklus, der schnell durchlaufen wird. Durch diese Anlagerung, die außerhalb der aktiven Zentren erfolgt, wird die ATPase in diesem Konformationszustand fixiert und damit inaktiviert. Die Arretierung in dieser Konformation bedeutet aber vor allem eine Konformationsänderung der die ATPase umgebenden Lipidmoleküle (ein ATPase-Zentrum besteht aus l Molekül Eiweiß und ca. 3000 Molekülen Phosphatidylserin). Durch diese Strukturänderung wird die Ca-Bindungskapazität der Membran und die Labilität der Ca-Bindung erhöht und pro Aktionspotential damit vermehrt Ca2+ freigesetzt; es ergibt sich eine verbesserte elektromechanische Kopplung und somit ein positiv inotroper Effekt. Eine kausale Verknüpfung zwischen der Hemmung des Na-K-Transportes und der therapeutischen Wirkung der Herzglykoside besteht also nicht.“

Danke

Bitte

#3

Danke schonmal…

ich bin verwirrt, dass behauptet wird, es bestehe kein Zusammenhang zwischen Na/K-ATPase und dem positiv-inotropen Effekt von Herzglykosiden.

Also fasse mal meine Kentnisse zusammen:

Ich weiß, dass Herzglykoside an die extrazelluläre alpha-Untereinheit der ATPase binden und einen Antiport verhindern.
Zudem war die Frage, an welcher Stelle Ca2±Ionen in die Zelle fließen dumm, weil es sich ja um Herzellen handelt und ein Ca2±Einstrom, zeitversetzt zum Na-Kanal ja für den Overshoot sorgt.

Also versteh ich, dass sowohl die Na±Konzentration, wie auch die Ca2±Konzentration innerhalb der Zelle stark ansteigt, aber nur langsam wieder abnimmt.

Nun aber noch die Frage:
(Ich häng hier mal eine Illustration dazu an: http://www.fotos-hochladen.net/uploads/herzglykoside… )

Wenn die ATPase nicht gehemmt wäre, würde es heißen, dass für jedes heraustransportierte Ca2+ 3Na+ wieder in die Zelle transportiert werden. Das heißt, im Endeffekt ändert sich doch erstmal nichts an der Konzentration an Na+ in der Zelle, da die ATPase auch nur 3Na+ herausschaffen kann (Netto = 0).

Da diese aber auch möglichst schnell wieder aus der Zelle müssen, gehe ich davon aus, dass die ATPase sehr viel schneller arbeitet als der Na/Ca-Antiporter?

UND wenn die ATPase gehemmt ist, gibt es doch trotzdem noch die aktiven Ca2±Kanäle, welche unter ATP Verbrauch 2Ca2+ aus der Zelle befördern.
Gibt es diese Kanäle nicht in Myokard-Zellen, bzw. wenn doch, sind diese nicht sehr effektiv für den Export?

Gruß

#4

Hallo,

Gibt es diese Kanäle nicht in Myokard-Zellen, bzw. wenn doch,
sind diese nicht sehr effektiv für den Export?

Du solltest dir die von mir angegebene Literatur besorgen. Es gibt sicher auch bereits neuere Auflagen.

In der mir vorliegenden Veröffentlichung beschäftigt sich der Inhalt von etwa fünf Seiten mit deiner Frage.

Die morphologischen und die funktionellen Unterschiede des Skelett- und des Herzmuskels werden gut herausgearbeitet.

Vielleicht gehst du zu sehr von den speziellen Eigenschaften des Skelettmuskels aus und möchtest diese auch in den Herzmuskel hineinprojizieren.

Gruß

Gruß