Bildgebendes System zur ultraschnellen, gleichzeitigen Messung von Epifluoreszenz- und konfokalen Bildern

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Krankhafte Veränderungen des Herzens, wie Herzmuskelschwäche und Rhythmusstörungen, manifestieren sich häufig in disregulierter elektromechanischer Kopplung in der einzelnen Herzmuskelzelle. Hierbei kommt es zur krankhaft veränderten Umwandlung des elektrischen Signals, des Aktionspotenzials, in das intrazelluläre Kalziumsignal und schlussendlich zu einer häufig pathologisch schwachen Kontraktion. Solch ein verändertes Verhalten hat seine Ursachen u.a. in der räumlichen Entkopplung von Kalziumeinstrom während des Aktionspotenzials und der Kalziumfreisetzung aus den intrazellulären Kalziumspeichern im Inneren der Herzmuskelzelle. Krankhafte Veränderungen von Ionenströmen führen ebenfalls zu veränderten Zeitverläufen von zellulären Aktionspotenzialen, was intrazelluläre Kalziumsignale zusätzlich ungünstig verändern kann. Da Modulationen der intrazellulären Kalziumtransienten in einer Art Rückkopplung ebenfalls den Zeitverlauf des Aktionspotenzials beeinflussen ist es von großem Interesse die detaillierte Beziehung zwischen diesen eng verwobenen Signalen, d.h. elektrischem Membransignal, intrazellulärem Kalziumtransienten und mechanischer Aktivität der Zelle gleichzeitig zu untersuchen. Das hier beantragte bildgebende System erlaubt erstmals alle diese Signale optisch mit sehr hoher zeitlicher Auflösung (≥400 Bilder/Sekunde) simultan aufzunehmen. Neue Kameratechnologien in Kombination mit optischen Potenzial- und Kalziumsensoren sowie fortschrittliche Software-Analysewerkzeuge erlauben die genaue Untersuchung mechanistischer Grundlagen gerade von pathologisch veränderter Signalverarbeitung in Herzmuskelzellen und damit mögliche neue Therapieansätze für humane Herzkrankheiten.