Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Diabetes insipidus: der Wasserdiabetes

21.03.2006


Unbehandelte Patienten mit Diabetes insipidus scheiden bis zu 20 Liter Harn pro Tag aus. Dr. Pavel Nedvetsky vom Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin erforscht die zellulären Grundlagen dieses Leidens.



Der Mensch besteht zu ungefähr sechzig Prozent aus Wasser. So ist es nicht verwunderlich, dass er ein ausgefeiltes System zur Regulierung seines Wasserhaushaltes besitzt. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Niere. Ist das Regelsystem durch Krankheiten gestört, kann das lebensbedrohliche Auswirkungen haben. Eine diese Krankheiten ist Diabetes insipidus. Dr. Pavel Nedvetsky erforscht in einer von Enno Klußmann geleiteten Gruppe am Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) dieses Leiden, auch Wasserdiabetes genannt.

... mehr zu:
»Diabetes »FVB »Myosin »Niere »Zellmembran


Bei Diabetes insipidus haben die Nieren der betroffenen Personen die Fähigkeit verloren, auf das Hormon Vasopressin zu reagieren, das bei Durst ausgeschüttet wird. Unbehandelte Patientien scheiden dann bis zu 20 Liter Wasser am Tag mit dem Harn aus (siehe auch Hintergrund-Text unten).

Bei gesunden Menschen kontrolliert das Hormon Vasopressin einen Prozess, bei dem Harn aufkonzentriert und das Wasser daraus zurückgewonnen wird. Die molekularbiologischen Grundlagen dieses Vorgangs untersucht Pavel Nedvetsky. Um das Wasser zu "recyclen", müssen Wasserkanäle (Aquaporine) in die Zellmembranen von so genannten Hauptzellen des Sammelrohrs der Nieren eingelagert werden. Dort findet die Rückgewinnung statt. Durch die Wasserkanäle kann das Wasser aus dem Harn in die Zellen und schließlich in das Blut zurückfließen.

Pavel Nedvetsky untersucht die Art und Weise, wie ein bestimmter Wasserkanal (Aquaporin- 2) aus dem Zellinneren zur Zellmembran gebracht wird. Nedvetsky konnte zeigen, dass das Motormolekül Myosin Vb den Wasserkanal entlang von faserartigen Strukturen zur Zellmembran transportiert. Diese Strukturen durchziehen eine Zelle wie ein Netz und werden als Cytoskelett bezeichnet. Es ist aus verschiedenen Proteinfilamenten aufgebaut. Eines dieser Filamente besteht aus Aktin. Das kommt unter anderem auch in Muskeln vor, wo es im Zusammenspiel mit einem anderen Myosin (Myosin II) für Bewegungen verantwortlich ist. Dabei gehen Myosin und Aktin eine kurzzeitige Verbindung ein - ähnliches passiert auch beim Aquaporin-Transport.

Myosin Vb sieht aus wie ein Y und kann mit seinen zwei kurzen Enden in einem Wechselspiel von Lösen und Binden der Myosinfüße an Aktinfilamenten eine Art Laufbewegung ausführen. In der animierten Darstellung von elektronenmikroskopischen Aufnahmen sieht das aus, als würde eine Stoppuhr mit zwei Zeigern sehr schnell laufen. Jedes Mal wenn ein Zeiger die Sechs überschreitet, hat das Molekül einen Schritt gemacht.

Zum Anknüpfen an Wasserkanäle benutzt Myosin Vb sein drittes Ende. Aquaporin-2 liegt im Zellinneren in eingepackt in eine Art Bläschen (Vesikel) vor. Um den Wassertransport aus dem Primärharn zurück in den Körper zu vermitteln, muss der Wasserkanal aber in die Membran, die das Sammelrohr vom Primärharn trennt, eingebaut werden. Durch einen noch nicht näher geklärten Mechanismus binden diese Vesikel an das Myosin. Sie werden dann bis zum Ende der Aktinfilamente transportiert, wo sie ihre Fracht an die Zellmembran abliefern. Manchmal übergeben sie ihre Fracht auch an weitere Transportproteine. Diese können sich beispielsweise auf den Microtubuli, einer anderen Struktur des Cytoskelettes, fortbewegen. Wie der Transport hier verläuft, möchte die Arbeitsgruppe als nächstes klären. Autor: Thomas Rode

Weitere Informationen
Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie
Dr. Enno Klußmann / Dr. Pavel Nedvetsky
Tel.: 030 / 9 47 93-260 / -259
Mail: klussmann@fmp-berlin.de
nedvetsky@fmp-berlin.de

Hintergrund-Information

Die Nieren filtrieren das Blut mehr als hundert Mal am Tag und wälzen bis zu 1500 Liter um, wobei rund 180 Liter Primärharn entstehen. Unbrauchbare Substanzen werden mit dem Harn ausgeschieden, brauchbare Stoffe, wie auch Wasser, zurück in den Körper geleitet.

Das Wasser gelangt über die Wasserkanäle Aquaporin-1 bis -4, die in bestimmten Zellen des Nierenepithels vorkommen, zurück in das Blut. 90 Prozent dieses Wassertransportes ist konstitutiv, also ständig aktiv. Das verbleibende Wasser wird durch Aquaporin-2 geleitet. Dieses Aquaporin ist durch das antidiuretische Hormon (Vasopressin) regelbar.

Bei Menschen, die an Diabetes insipidus leiden, können die Nieren das aus dem Blut filtrierte Wasser nicht in ausreichender Menge zurückgewinnen. Als Folge davon müssen unbehandelte Patienten bis zu 20 Liter Wasser am Tag ausscheiden und haben ständig Durst.

Neunzig Prozent der Menschen, die an Diabetes insipidus erkranken, leiden an einer genetischen Mutation. Sie liegt auf dem X-Chromosom. Eine solche Schädigung des X-Chromosoms trifft vor allem Männer, die nur eines davon besitzen. Bei Frauen liegen zwei X-Chromosomen vor. Die Wahrscheinlichkeit, dass beide defekt sind, ist gering.

Bei zehn Prozent der Diabetes-insipidus-Patienten kommt das Aquaporin-2 in einer verkrüppelten Form vor. Er kann nicht in die Zellmembran integriert werden. Somit kann kein Wasser Vasopressin-abhängig zurückgewonnen werden.

Dieser Text (Autor: Thomas Rode) ist ein Auszug aus dem aktuellen Verbundjournal, der Zeitschrift des Forschungsverbundes Berlin e.V. (FVB). Das Verbundjournal erscheint vierteljährlich als Printausgabe und ist auch von den Seiten des FVB herunterzuladen (www.fv-berlin.de). Titelthema der aktuellen Ausgabe ist Forschung mit und über Wasser. Das Heft kann kostenlos von uns angefordert werden (Mails bitte an zens@fv-berlin.de).

Das Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft. Es ist die einzige außeruniversitäre pharmakologische Forschungseinrichtung Deutschlands und betreibt Grundlagenforschung zur Identifizierung und Nutzbarmachung potentieller Zielstrukturen für Pharmaka. Die interdisziplinär angelegte Forschung basiert auf der thematischen Zusammenarbeit und räumlichen Zusammenführung von Medizinern, Molekularbiologen, Molekulargenetikern, Strukturbiologen und Chemikern in den verschiedenen Abteilungen und Nachwuchsgruppen des Instituts. Ziel ist die Entwicklung neuer Konzepte für eine pharmakologische Beeinflussung des Organismus.

Das FMP gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB). Darin sind acht natur-, umwelt- und lebenswissenschaftlich orientierte Institute zusammengeschlossen, die wissenschaftlich eigenständig sind, aber im Rahmen einer einheitlichen Rechtspersönlichkeit gemeinsame Interessen wahrnehmen. Alle Institute des FVB gehören zur Leibniz-Gemeinschaft und werden von Bund und Ländern gemeinsam finanziert.

Josef Zens | idw
Weitere Informationen:
http://www.fmp-berlin.de

Weitere Berichte zu: Diabetes FVB Myosin Niere Zellmembran

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Aktuelle Therapiepfade und Studienübersicht zur CLL
20.10.2017 | Kompetenznetz Maligne Lymphome e.V.

nachricht Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt
18.10.2017 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mehr Wissen über Proteine: Forscher aus Halle verbessern Massenspektrometrie-Verfahren

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Stickoxide: Neuartiger Katalysator soll Abgase ohne Zusätze reinigen

23.10.2017 | Materialwissenschaften