Niere: Aquaporin-1 forciert Wasserdurchfluss

10. November 2014
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Der Wasserrücktransport aus dem Urin in den Blutkreislauf ist viel sensibler abgestimmt als bisher angenommen. Ein neu entdeckter Mechanismus bewerkstelligt binnen weniger Minuten einen verdoppelten Wasserdurchfluss durch die Zelle und erhöht die Rückresorption in das Blut drastisch.

Es passieren täglich rund 160 Liter Wasser sowie eine Anzahl an gelösten Substanzen, wie beispielsweise rund 1 Kilo Salz, und körperwichtige Eiweisse über die Niere die sogenannte Blut-Harn-Schranke. Anschließend werden über ein speziell aufgebautes Röhrensystem kleine Mengen davon für die Ausscheidung reduziert.

Die Rolle von Aquaporin-1

Zur Erhaltung des Homöostase von Blutvolumen und Blutdruck resorbiert der Anfangsabschnitt dieses Röhrensystems den grössten Anteil. In diesem Abschnitt befindet sich auch der Wasserkanal Aquaporin-1. Dieser Wasserkanal ist verantwortlich dafür, dass das Wasser durch Lipidmembranen der Zelle hindurchwandern kann und so dem Blutkreislauf wieder zugeführt wird.

Da wichtige Hormone zur Regulation des osmotischen Drucks der Körperflüssigkeiten (Osmoregulation) keinen Effekt auf diesen Kanal zeigten, glaubte man lange Zeit, dass dieser konstitutiv vorhanden sei, sich also nicht an veränderte Bedingungen des Körpermilieus anpasst.

Anpassung an äussere Bedingungen

Die Forschungsresultate der Gruppe von Prof. Dr. Franziska Theilig zeigen nun, dass eine veränderte Fließgeschwindigkeit des noch unkonzentrierten Primärharns ein Signal in die Zelle sendet, was bewirkt, dass vermehrt Aquaporin-1 in die Zellmembran eingebaut wird. Dies wird erreicht, indem die Zelle Aquaporin-1 aus einem intrazellulären Pool in die Membran umverteilt und der Kanal durch veränderte Proteinmarkierung stabiler gemacht wird, welches den Abbau verhindert.

Dieser Mechanismus bewerkstelligt kurzfristig innerhalb weniger Minuten einen verdoppelten Wasserdurchfluss durch die Zelle und erhöht dementsprechend die Rückresorption in das Blut drastisch. Diese schnelle Anpassung an veränderte äussere Bedingungen lässt sich auch auf andere Organe übertragen, wie beispielsweise das Gehirn, wo Aquaporin-1 eine Rolle spielt in der Gehirnflüssigkeitsproduktion und der lokalen Ödementwicklung.

Pharmazeutische Angriffspunkte?

Das Wissen über die Mechanismen dieser Regulation könnte in Zukunft pharmazeutische Angriffspunkte bieten, um einen Flüssigkeitsaustritt bzw. -durchfluss zu unterbinden und so die klinischen Komplikationen wie das vermehrte Auftreten von Wasser (wie z.B. Ödeme, erhöhter Blutdruck oder Liquordruck) verhindern.

Originalpublikation:

Short-Term Functional Adaptation of Aquaporin-1 Surface Expression in the Proximal Tubule, a Component of Glomerulotubular Balance
Franziska Theilig et al.; JASN, doi: 10.1681/ASN.2014020148; 2014

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3 Kommentare:

Gast
Gast

zu#2 das ist tatsächlich passiert bei einer kerngesunden Frau, die einen Trinkwettbewerb (kein Alkohol) gewonnen hat, natürlich in USA.

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Gast
Gast

reichlich laienhafte Formulierungen.
Die Niere kann kein destilliertes Wasser rückresorbieren oder gezielt ausscheiden!
Wer also zuviel Wasser (ohne Salz) trinkt bekommt ein Hirnödem und stirbt.

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Es ist doch ganz einfach. Die Glomeruläre Filtrationsrate ist proportional zum Herzzeitvolumen. Die tubuläre Rückresorption ist davon völlig unabhängig. Mehr dazu auf meiner Website http://www.nierenfunktionseinheit.de

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