Beeinträchtigte Herzkraftreaktion auf hämodynamischen Stress bei S100A1-defizienten Mäusen

Die Ca(2+)-Signalgebung spielt eine zentrale Rolle in der kardialen Kontraktionsfähigkeit und der Anpassung an erhöhte hämodynamische Anforderungen. Wir haben Mäuse mit einer gezielten Deletion des S100A1-Gens erzeugt, das für die Hauptisoform des Herzens der großen multigenen S100-Familie von EF-Hand-Ca(2+)-bindenden Proteinen kodiert. S100A1(-/-)-Mäuse haben unter Ausgangsbedingungen eine normale Herzfunktion, zeigen jedoch eine signifikant reduzierte Kontraktionsrate und Entspannungsrate-Reaktionen auf beta-adrenerge Stimulation, die mit einer verringerten Ca(2+)-Empfindlichkeit assoziiert sind. Bei S100A1(-/-)-Mäusen verschlechterte sich die basale linksventrikuläre Kontraktilität nach einer 3-wöchigen Drucküberlastung durch Verengung der Thorakal-Aorta, trotz einer normalen adaptiven Hypertrophie. Überraschenderweise hatten auch Heterozygoten eine beeinträchtigte Reaktion auf akute beta-adrenerge Stimulation, behielten jedoch eine normale Kontraktilität in Reaktion auf chronische Drucküberlastung, die mit einer Hochregulation von S100A1 auf Wildtyp-Niveau einherging. Im Gegensatz zu anderen genetischen Modellen mit beeinträchtigter kardialer Kontraktilität führte der Verlust von S100A1 nicht zu Herzhypertrophie oder -dilatation bei älteren Mäusen. Die Daten zeigen, dass hohe S100A1-Proteinlevels essentiell für die kardiale Reserve und Anpassung an akuten und chronischen hämodynamischen Stress in vivo sind.