Innere Kräfte, die alles zusammenhalten

Gesund / 27.01.2017 • 09:11 Uhr / 3 Minuten Lesezeit

Optische Pinzette enthüllt jetzt ein Geheimnis der Muskelkraft.

münchen. Der menschliche Körper ist eine Dauerbaustelle: Ständig werden Proteine abgebaut und durch neue ersetzt. Doch dieser stete Umbau beeinträchtigt nicht die Funktion. Das Herz schlägt weiter, die Atmung bleibt nicht stehen, auf unsere Augen und Ohren können wir uns jederzeit verlassen. Wie es dem Körper gelingt, die Proteinstränge im Muskel zusammenzuhalten, selbst wenn einzelne Bausteine ersetzt werden, beschäftigt Prof. Matthias Rief seit Jahren. „Es muss Kräfte geben, die die einzelnen Ketten, die Filamente, stabilisieren, sonst würde der Muskel auseinanderfallen. Doch ist es bisher nicht gelungen, die Ursache dieser Kräfte aufzuspüren“, berichtet der Inhaber des Lehrstuhls für Biophysik an der TU München. Zusammen mit seinem Team hat er jetzt das Geheimnis des Zusammenhalts der Muskeln entschlüsselt.

Zwei Proteine sind verantwortlich dafür, dass sich Muskeln dehnen lassen ohne auseinanderzufallen: eines davon ist das Titin, das längste Eiweiß des menschlichen Körpers, das andere ist Actinin, das über die Fähigkeit verfügt, das Titin im Muskelgewebe zu verankern. Das Wechselspiel zwischen diesen Proteinen konnten die TUM-Forscher mit Hilfe eines eigens dafür entwickelten Apparats, der „optischen Pinzette“, studieren.

Siebenfach erhöhte Kraft

Im Muskel wird jeder Titin-Strang von bis zu sieben Actinin-Proteinen gehalten. Das haben die Strukturbiologen an der Universität Wien, mit denen die Münchner Forscher zusammenarbeiten, festgestellt. Damit erhöht sich die Kraft um das Siebenfache. Genug, um das Herz schlagen zu lassen, und sogar noch nebenbei – sozusagen bei laufendem Betrieb – einzelne Molekülketten abzubauen und durch neue zu ersetzen. „In der Summe reichen die Bindungen aus, um den Muskel zu stabilisieren“, erläutert Rief. Die enge Verbindung zwischen den Proteinen ist dabei nicht auf das Herz beschränkt. Die Interaktion zwischen Titin und Actinin stabilisiert alle Muskeln, die gedehnt werden, gleichgültig ob beim Atmen, Gehen, Greifen oder Lachen.