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Calcium-Regulation der Muskelkontraktion

Die molekularen Regulationsmechanismen der Kontraktilität

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Schlußfolgerung

Über ein Vierteljahrhundert ist vergangen, seit Hasselbach und Makinose [28] erstmals die Mechanismen der Calcium-Regulation durch das sarkoplasmatische Retikulum beschrieben. Seitdem ist unser Wissen über die Komplexität und Diversität der Calcium-Regulationsmechanismen enorm gewachsen.

Die im glatten und im quergestreiften Muskel so verschiedenen Wege der Signalübermittlung von der Zellmembran zu den kontraktilen Strukturen lassen sich dennoch unter einem einheitlichen Gesichtspunkt diskutieren: Kybernetisch betrachtet können wir uns die Calcium-Kanäle im sarkoplasmatischen Retikulum als „Calcium-Sender“ vorstellen, die via Myoplasma als Überträgerkanal Calcium-Signale zu den kontraktilen Strukturen schicken, wo sie von besonderen Calcium-Rezeptoren (Troponin oder Calmodulin) empfangen und decodiert werden. Für die Kontraktion genauso wichtig wie die Amplitude des Calcium-Signals ist nach dieser Betrachtungsweise jedoch die Empfindlichkeit des Signalempfängers, die, wie wir gesehen haben, von Protein-Protein-Interaktionen bestimmt wird und durch Pharmaka beeinflußt werden kann.

Die hier nur kurz skizzierte Verschiedenheit der Mechanismen der Calcium-Aktivierung im glatten und im quergestreiften Muskel ist gerade medizinisch besonders interessant, weil dadurch glatte Muskulatur und Herzmuskulatur aufgrund ihrer unterschiedlichen Regulationsmechanismen durch Calcium-modulierende Pharmaka — wie „calcium sensitizer“ und Calmodulin-Antagonisten oder Inhibitoren der Myosinkinase und Myosinphosphatase — gezielt beeinflußt werden können. Die Vielfalt der Regulationsmechanismen in verschiedenen Muskeltypen ist in der Tat faszinierend. Allerdings wächst mit zunehmendem Wissen auch das Verständnis für die Einheitlichkeit in dieser Vielfalt in dem Maße, in dem wir die generellen Prinzipien verstehen, die der Calcium-Regulation der Motilität in Zellen und Geweben zugrunde liegen.

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Authors and Affiliations

  1. II. Physiologisches Institut der Universität, D-6900, Heidelberg

    Johann Caspar Rüegg

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  1. Johann Caspar Rüegg
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Ich danke I. Berger für die sorgfältige Bearbeitung des Manuskript.

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Rüegg, J.C. Calcium-Regulation der Muskelkontraktion. Naturwissenschaften 74, 579–584 (1987). https://doi.org/10.1007/BF00368515

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