"Ein Transporter für viele Baustellen"

Wie der Ausfall eines Moleküls bei Mäusen zu ganz unterschiedlichen Defekten führt

Taubheit und ungenügende Ansäuerung der Nierenkanäle: Der Ausfall eines einzigen Moleküls führt bei Mäusen zu diesen scheinbar nicht zusammenhängenden Defekten. Das Molekül Kcc4 ist ein Transporter, und in beiden Fällen bewirkt sein Fehlen einen Anstau von Ionen, wie Professor Franz Xaver Beck vom Physiologischen Institut der LMU jetzt in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Hamburg gezeigt hat (Nature, Bd. 416, S.874-878, 2002). Beim Menschen sind ähnliche Krankheitsbilder bekannt. „Bislang konnte allerdings noch kein entsprechender genetischer Defekt nachgewiesen werden“, so Beck.

Kalium-Ionen werden beim Hören in einer Art Recyclingprozess durch verschiedene Zellen des Innenohrs transportiert. Zunächst werden sie von den sensiblen äußeren Haarzellen aufgenommen, dann jedoch in das umgebende Medium abgegeben. Von dort werden sie entfernt, indem sie von anderen Zellen des Innenohrs aufgenommen werden. Dann durchlaufen sie mehrere Stationen bis sie wieder in die Haarzellen geschleust werden. Kcc4, das vor allem in Niere, Herz, Lunge und Leber nachgewiesen wurde, ist als Transporter an diesem Recyclingprozess beteiligt. Mäuse, die dieses Molekül nicht produzieren, hören zunächst normal. Doch kurz nach Einsetzen des Hörvermögens ertauben die Tiere schnell, weil die äußeren Haarzellen absterben. Vermutlich stauen sich die Kalium-Ionen im Medium an, bis sie eine für die sensiblen Sinneszellen nicht mehr tolerierbare Konzentration erreichen.

Neben diesem zerstörerischen Defekt im Innenohr wiesen die Forscher um Franz Xaver Beck aber auch eine Auffälligkeit im Ausscheidungssystem der Mäuse nach: Die Nierenkanäle waren unzureichend angesäuert, der von ihnen angesammelte Urin zu alkalisch. Kcc4 ist ein Protein, durch das Kalium-Ionen gemeinsam mit Chlorid-Ionen transportiert werden. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass Kcc4 in der Niere vor allem in bestimmten Zellen der Nierenkanälchen, die an der Ansäuerung des Urins beteiligt sind, vorkommt. Vermutlich durch den Ausfall von Kcc4 stauen sich Chlorid-Ionen in diesen Zellen an, was das gesamte elektrochemische Gleichgewicht zwischen diesen Zellen und ihrer Umgebung stört und letztlich zu einer ungenügenden Ansäuerung des Harns in den Nierenkanälchen und damit zu einer Übersäuerung des Gesamtorganismus führt.

Ansprechpartner:

Prof. Franz Xaver Beck
Physiologisches Institut der LMU
E-Mail: FX.Beck@physiol.med.uni-muenchen.de