Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleines Molekül mit großer Wirkung

18.03.2015

Charité-Wissenschaftler identifizieren molekulare Grundlagen der Lungendurchblutung

Die Durchblutung der Lunge wird durch einen komplexen Mechanismus reguliert: Dieser lenkt den Blutfluss von unzureichend zu besser belüfteten Bereichen der Lunge, so dass der Gasaustausch und die Sauerstoffaufnahme optimiert werden. Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben jetzt entscheidende molekulare Vorgänge identifiziert, die diesem Mechanismus zugrunde liegen. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences* veröffentlicht.

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.

Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfgang Kübler vom Institut für Physiologie zeigen in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Sonderforschungsbereiches/Transregio 84 der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie 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, eine angeborene Stoffwechselerkrankung, ist Folge einer Mutation des CFTR-Kanals. Kennzeichnend für diese Krankheit ist, dass die schleimbildenden Drüsen des Körpers ein zähes Sekret bilden, das die Ausführungsgänge der Drüsen verstopft und weitere Organe beeinträchtigt. Patienten, die unter Mukoviszidose leiden, weisen zudem 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.

„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 Prof. Kübler.

*Christoph Tabeling, Hanpo Yu, Liming Wang, Hannes Ranke, Neil M. Goldenberg, Diana Zabini, Elena Noe, Adrienn Krauszman, Birgitt Gutbier, Jun Yin, Michael Schaefer, Christoph Arenz, Andreas C. Hocke, Norbert Suttorp, Richard L. Proia, Martin Witzenrath and Wolfgang M. Kuebler. CFTR and sphingolipids mediate hypoxic pulmonary vasoconstriction PNAS 2015. published ahead of print March 17, 2015. doi:10.1073/pnas.1421190112.

Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Kübler
Institut für Physiologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin
t: +49 450 528 531
wolfgang.kuebler@charite.de

Weitere Informationen:

http://www.charite.de

http://physiologie-cbf.charite.de/institut/

Dr. Julia Biederlack | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen