Was sind Aquaporine?

Ein Aquaporin ist ein spezialisiertes Protein, das sich in der Zellmembran von Körperzellen befindet. Es bildet den Mechanismus, der für das Pumpen von Wasser in die Zelle und aus der Zelle nach Bedarf verantwortlich ist. Aquaporine gehören zur großen Familie der wichtigsten intrinsischen Proteine, Proteine, die Poren oder Kanäle in der Zellmembran bilden und die Zusammensetzung des Zellinneren regulieren.

Das Aquaporin wurde 1992 von Peter Agre von der Johns Hopkins University entdeckt. Agre erhielt für seine Entdeckung 2003 den Nobelpreis für Chemie. Er entdeckte Aquaporine zufällig während einer Studie über das Antigen der Rh-Blutgruppe und bestätigte den seit langem bestehenden Verdacht, dass ein Mechanismus für den Transport von Wasser durch die Zellmembran existiert.

Aquaporine leiten Wasser in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus, verhindern jedoch die Bewegung von Ionen und anderen gelösten Stoffen über die Zellwand. Eine spezielle Form von Aquaporin, Aquaglyceroporin genannt, ermöglicht die Bewegung einiger gelöster Stoffe in die Zelle und aus dieser heraus, aber wie bei normalen Aquaporinen lassen sie keine geladenen Teilchen oder Ionen durch. Einige gelöste Stoffe, die Aquaglyceroporine die Zellmembran passieren lassen, sind Ammoniak, Kohlendioxid und Harnstoff. Welche Arten von gelösten Stoffen von Aquaporinen durchgelassen werden, hängt von der Größe des Proteinkanals ab.

Derzeit sind 13 Aquaporine bei Tieren bekannt, von denen sich sechs in der Niere befinden. Biologen vermuten, dass noch viele weitere entdeckt werden müssen. Pflanzen haben auch Aquaporine, die für den Transport des Wassers vom Boden und durch die Wurzeln zu verschiedenen Pflanzenstrukturen von entscheidender Bedeutung sind.

Seit ihrer Entdeckung wurde festgestellt, dass Aquaporine an einer Reihe menschlicher Krankheiten beteiligt sind. Wenn sie manipuliert werden könnten, könnten sie sogar der Schlüssel zur Heilung einiger medizinischer Probleme sein, wie z. B. Flüssigkeitsretention infolge von Herzinfarkt oder Schlaganfall. Aquaporinmutationen und -mängel können ebenfalls zu Krankheiten führen. Der hereditäre Diabetes insipidus, eine Störung, die durch übermäßigen Durst und Harndrang gekennzeichnet ist, ist beispielsweise auf eine Aquaporin-Mutation zurückzuführen. Die Devic-Krankheit, auch als Neuromyelitis optica bezeichnet, eine Autoimmunerkrankung, die durch eine Entzündung des Sehnervs und des Rückenmarks gekennzeichnet ist, ist auf Autoimmunreaktionen gegen ein Aquaporin zurückzuführen.

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