Lungendurchblutung: Moleküle regeln Belüftung

19. März 2015
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Die hypoxisch pulmonale Vasokonstriktion (HPV) wird durch das Zusammenspiel der Sphingolipide und des Ionenkanals Cystic Fibrosis Transmembrance Conductance Regulator (CFTR) reguliert. Ist CFTR mutiert, hemmt dies die HPV. Eine Lungeninfektion stört sie ebenfalls.

Nimmt die Belüftung in einem Teil der Lunge ab, beispielsweise durch eine Lungenentzündung, führt dies zu einem lokalen Sauerstoffmangel und somit zu einer Verengung der Blutgefäße in diesem Abschnitt. So passt das Atmungsorgan seine Durchblutung den lokalen Ventilationsverhältnissen an: Schlechter belüftete Abschnitte werden weniger durchblutet, besser ventilierte hingegen stärker. Auf diese Weise wird verhindert, dass Blut durch die Lunge fließt, ohne mit Sauerstoff angereichert zu werden.

Zwei Moleküle bestimmen HPV

Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfgang Kübler vom Institut für Physiologie zeigen nun erstmals, dass dieser Mechanismus, der sich hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) nennt, im Wesentlichen durch zwei zentrale Moleküle reguliert wird. Den ersten entscheidenden Baustein bilden dabei die Sphingolipide, also Fette, die in der Membran von Zellen verankert sind. Das zweite beteiligte Molekül ist ein Ionenkanal, der sogenannte Cystic Fibrosis Transmembrance Conductance Regulator (CFTR).

Mukoviszidose beispielsweise ist Folge einer Mutation des CFTR-Kanals. Patienten, die unter Mukoviszidose leiden, weisen einen verminderten Sauerstoffgehalt im Blut auf. In ihrer Studie zeigen die Forscher nun, dass der mangelnde Gasaustausch unmittelbar auf eine Hemmung der HPV zurückgeführt werden kann, die wiederum Folge des mutierten CFTR-Kanals ist. Die Ergebnisse erklären zudem, warum es bei zahlreichen viralen oder bakteriellen Lungeninfektionen zu einer verminderten Sauerstoffaufnahme kommt: Diese Infektionen führen zu einem Verlust oder einer Hemmung der CFTR-Kanalfunktion und damit zu einer Störung der HPV.

Gasaustausch-Regulation tiefer verstanden

„Unsere Ergebnisse vertiefen das bisherige Verständnis der Regulationsmechanismen des Gasaustauschs in der Lunge. Auf dieser Grundlage können wir neue molekulare Strukturen für gezielte Therapiestrategien identifizieren, die zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung bei Lungenerkrankungen führen“, resümiert Kübler.

Originalpublikation:

CFTR and sphingolipids mediate hypoxic pulmonary vasoconstriction
Wolfgang Kübler et al.; PNAS, doi: 10.1073/pnas.1421190112; 2015

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1 Kommentar:

Wirtschaftswissenschaftler

Als Euler-Liljestrand-Mechanismus wurde dieser Effekt früher bezeichnet und findet wenig Beachtung, obwohl er eine Ursache für eine Pulmonale Hypertonie sein kann.
http://de.wikipedia.org/wiki/Euler-Liljestrand-Mechanismus
Der Euler-Liljestrand-Mechanismus oder Euler-Liljestrand-Reflex, klinisch auch als hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) bezeichnet, beschreibt den Zusammenhang zwischen der Belüftung (Ventilation) und der Durchblutung (Perfusion) der Lunge, beschrieben als Ventilation-/ Perfusion-Verhältnis (oder V/Q-Quotient). Der Begriff Reflex ist irreführend, da Reflexe strenggenommen neuronal vermittelt sind. Besser ist die Verwendung des Begriffs hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV).

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