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Innere Medizin 1. Oktober 2008

Osmosensing und Osmosignaling in der Leber

Änderungen des Leberzellvolumens, wie sie unter dem Einfluss von Anisoosmolarität, Hormonen, oxidativem Stress oder während kumulativer Substrataufnahme in die Leberzelle auftreten, stellen ein eigenständiges Signal für die Regulation der Leberzellfunktion und Genexpression dar. Mehrere seit langem bekannte, jedoch mechanistisch kaum verstandene Effekte von Aminosäuren, wie Stimulation der Glykogensynthese oder Hemmung der Proteolyse, sind auf solche Änderungen des Zellvolumens zurückzuführen, da sie quantitativ nachgeahmt werden können, wenn die Aminosäure-induzierte Hepatozytenschwellung durch äquipotente hypoosmotische Zellschwellung induziert wird. In analoger Weise führen Hormone zu transmembranären Ionenverschiebungen, und die resultierende Änderung der zellulären Hydratation wirkt wie ein "second messenger" der Hormonwirkung. Integrine fungieren als Osmosensoren der Hepatozytenschwellung, deren Aktivierung über MAP-Kinasenaktivierung Cholerese und Proteolysehemmung vermittelt. Hepatozytenschrumpfung induziert eine endosomale Azidifizierung als Startsignal für eine Ceramid-abhängige Aktivierung der NADPH Oxidase, wobei die oxidative Stressantwort proaptotisch wirkt. Störungen des Osmosensing und Osmosignaling sind an der Pathogenese einer Reihe von Störungen beteiligt, wie Insulinresistenz, Proteinkatabolismus und cholestatische Leberschäden. Der Beitrag fasst nur einige Aspekte unserer eigenen Arbeiten zu Osmosignaling und Osmosensing zusammen; für eingehendere Befassung sei der Leser auf Reviews [1–6] verwiesen.

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