Einleitung: Der Verschluss koronarer Gefäße führt zu einer Unterbrechung des Blutflusses. Die Unterversorgung der Zellen mit Sauerstoff und Substraten verhindert die ATP-Herstellung und führt somit zum Herzinfarkt. Die schnelle Reperfusion des verschlossenen Gefäßes ist essentiell für das Überleben des Herzens, führt jedoch zu einem zusätzlichen Schaden, dem Ischämie/Reperfusions-Schaden.   Sauerstoffmangel während der Ischämie führt zur mitochondrialen Membrandepolarisation und Reperfusion führt sodann zur Öffnung der mitochondrialen Permeabilitäts-Transitions-Pore (MPTP). Adenine Nucleotide Translocase 1 (ANT1)  - ein Protein der inneren Mitochondrienmembran – hat eine physiologische Schlüsselfunktion im Energiemetabolismus der Zelle und reguliert das Öffnen der MPTP. Somit ist ANT1 bedeutsam für die Mitochondrienfunktion.

Zielsetzung: ANT1 ist während I/R herunterreguliert. Dies führt vermutlich zum I/R-Schaden. Deshalb prüften wir inwieweit ANT1-überexprimierende Rattenherzen gegen I/R geschützt sind.

Methoden: Herzen von 5 – 8 Monate alten Wildtyp (WT) und ANT1-TG Ratten wurden in einer Langendorff-Apparatur retrograd mit einem konstanten Druck von 50 mmHg perfundiert.  Vor einer 45-minütigen globalen Ischämie mit nachfolgender 2-stündigen Reperfusion, wurden die Herzen für 20 Minuten konstant mit Krebs–Henseleit-Puffer perfundiert. Herzfrequenz, systolischer und diastolischer Druck, Aortendruck und Fluss wurden kontinuierlich gemessen. Mitochondrien wurden nach 25 Minuten Perfusion oder nach I/R isoliert. Mitochondrienatmung, Membranpotenzial und Calciumretentionskapazität, wurden gemessen. Um die Infarktgröße zu bestimmen, wurden die Herzen am Ende der Reperfusion schnell entnommen, in Scheiben geschnitten und in gepufferte 1%ige 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) Lösung gegeben.

Ergebnisse: Nach I/R zeigten ANT1-TG-Herzen im Vergleich zu WT-Herzen tendenziell eine bessere Erholung des linksventrikulär entwickelten Drucks (LVDP) (WT: 41.7 ± 7.1 %; ANT1: 55.3± 5.0 %), eine signifikante Abnahme des diastolischen Drucks (WT: 98.7 ± 4.3 mmHg; ANT1: 80.7 ± 3.4 mmHg, p<0.01) und des Aortendrucks (WT: 98.7 ± 4.3 mmHg; ANT1: 80.7 ± 3.4 mmHg, p<0.01). In Übereinstimmung mit der besseren Hämodynamik, zeigten ANT1-überexprimierende Mitochondrien von I/R-Herzen eine höhere Calciumretentionskapazität (WT: 50.0 ± 6.3 nM CaCl₂; ANT1: 97.5 ± 8.5 nM CaCl_2; p<0.01) und eine schwächere Abnahme im  Membranpotenzial als WT- Mitochondrien (WT: 37.2 ±0.6 a.u.; ANT1: 25.5 ± 1.7 a.u.; p<0.01). Zusätzlich sind ANT1-TG-Mitochondrien nach I/R  nicht in ihrer Atmung eingeschränkt (Komplex 1: WT 18.9 ± 1.4 basal vs 12.9 ± 1.7 I/R, p<0.05; ANT1 18.3 ± 1.2 basal vs 17.4 1.6 I/R; in nmol O_2*min^-1 *mg protein^-1). Allerdings findet man nach I/R keinen Unterschied in der Infarktgröße zwischen beiden Gruppen.

Schlussfolgerung: ANT1-überexprimierende Rattenherzen kommen besser mit den Folgen von I/R zurecht. Dies spiegelt sich in einer  besseren Hämodynamik und einer höheren Stabilität der Mitochondrien wider. Dies beruht auf einem überlegenen Energiehaushalt und einer verbesserten Calciumhandhabung, was letztendlich zu einem geringeren Rigor der überlebenden ANT1-TG Kardiomyozyten führt.