Rolle von interkalierten Nierenzellen bei Alkalose

Die meisten Menschen wissen, dass eine Hauptfunktion der Nieren darin besteht, Abfallprodukte und überschüssige Flüssigkeit durch die Urinproduktion aus dem Körper zu entfernen. Dies sind jedoch nicht die einzigen Funktionen dieser wichtigen Organe. Die Nieren erfüllen auch die entscheidende Aufgabe, den pH-Wert des Blutes auf normalen Werten zu halten. Wenn der pH-Wert des Blutes zu hoch ist, kommt es zu einem Zustand, der Alkalose genannt wird. Zu den Symptomen einer Alkalose können Handzittern, Benommenheit, Muskelzuckungen und -krämpfe, Übelkeit, Erbrechen, Taubheitsgefühl oder Kribbeln im Gesicht, in den Händen oder Füßen sowie Verwirrtheit gehören, die zu Benommenheit, zum Koma und sogar zum Tod führen können. Daher aktivieren die Nieren bei Alkalose-Zuständen umgehend Mechanismen zur Ausscheidung von Bikarbonat im Urin. Dadurch wird der Blut- pH-Wert auf normale Werte gesenkt. Die Ausscheidung von Bikarbonat im Urin erfolgt über hochspezialisierte Nierenzellen, die beta-interkalierten Zellen. Wie beta-interkalierte Zellen Blutalkalose wahrnehmen und wie sie darauf reagieren, ist jedoch kaum bekannt. Wir gehen davon aus, dass ein molekularer pH-Sensor, der auf den beta-interkalierten Zellen lokalisiert ist, den pH-Wert des Blutes erfassen und eine intrazelluläre Signalkaskade aktivieren kann, die sekundäre Botenstoffe wie Kalzium und zelluläre Enzyme als Zwischenpartner umfasst. Wir glauben auch, dass diese Zwischenpartner Endeffektoren wie Ionentransporter und Kanäle aktivieren können, die Bikarbonat im Urin eliminieren. Zu unserem Forschungskonsortium gehören Wissenschaftler der Paracelsus Medizinischen Universität Salzburg, Österreich, der Universität Claude Bernard von Lyon und der Universität Jules Verne von Amiens, Frankreich. Bei der Umsetzung dieses Projekts werden wir einen komplementären Ansatz verwenden, einschließlich Experimenten in Zellkulturen und Mausmodellen, und moderne molekularbiologische und zelluläre Bildgebungstechniken einsetzen. Wir werden überprüfen, ob und wie die Stimulation des pH-Sensors die Zwischenpartner und Endeffektoren aktiviert. Wir werden auch zeigen, dass die Niere ohne den pH-Sensor, die Zwischenpartner oder die Endeffektoren nicht richtig auf Alkalose reagieren kann. Wenn die Niere außerdem Bikarbonat ausscheidet, muss sie Salz über die Endeffektoren wieder aufnehmen, was möglicherweise zu einem erhöhten Blutdruck führt. Wir nehmen an, dass zu den endgültigen Effektoren mindestens zwei wichtige Ionentransport- Makromoleküle namens Pendrin und CFTR gehören, die auch im Innenohr bzw. in der Lunge vorkommen. Eine Fehlfunktion des Moleküls Pendrin führt zu Hörverlust und eine Fehlfunktion von CFTR führt zu einer verheerenden Krankheit der Lunge namens Mukoviszidose. Somit werden unsere Erkenntnisse nicht nur Aufschluss über die Pathophysiologie der Niere im Zusammenhang mit Alkalose und Bluthochdruck geben, sondern auch das Innenohr und die Lunge einbeziehen.