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Die menschliche Niere verarbeitet Tag für Tag eine Badewanne voll Wasser und fast ein Kilo Salz. Wenn der Fluss behindert wird, kommt das Gleichgewicht des Blutdrucks und des Flüssigkeitshaushalts ins Schwanken. Eine Studie des Departements für Medizin der Universität Freiburg belegt laut einer Mitteilung, dass der Wasserrücktransport aus dem Urin in den Blutkreislauf viel sensibler abgestimmt ist, als bisher gemeinhin angenommen wurde. Dieser Regulierungsmechanismus spielt im menschlichen Körper eine wichtige Rolle.
Bei einer Fehlfunktion der Niere klagt der Mensch über ein allgemeines Unwohlsein. Mögliche Folgeeffekte können Organschäden im ganzen Körper sein. Konkret drohen zu hoher oder zu niedriger Blutdruck und Einlagerungen von Flüssigkeit im Gewebe, es können Ödeme entstehen. Die Freiburger Studie zeigt, dass die Wasserrückgabe–in der Fachsprache Rückresorption genannt–aus dem Urin in den Blutkreislauf in der Niere fein abgestimmt ist mit der Gefässzirkulation. Die Niere hat unter anderem die Aufgabe, das Volumen des zirkulierenden Blutes konstant zu halten.
Eiweisse spielen eine Rolle
Neben dem Wasser und dem Salz verarbeitet die Niere bei gesunden Menschen auch körperwichtige Eiweisse. Die Eiweisse werden über ein speziell aufgebautes Röhrensystem auf kleine Mengen für die Ausscheidung reduziert. Für die Erhaltung von Blutvolumen und Blutdruck ist vor allem der Anfangsabschnitt dieses Röhrensystems entscheidend. In diesem Abschnitt befindet sich ein Wasserkanal, der als Aquaporin-1 bezeichnet wird. Dieser Kanal ist verantwortlich dafür, dass das Wasser durch die Membran der Zelle hindurchwandern kann und so dem Blutkreislauf wieder zugeführt wird.
Höherer Wasserausfluss
Da wichtige Hormone zur Regulation des Drucks der Körperflüssigkeiten für die Osmose keinen Effekt auf diesen Kanal zeigten, glaubte die Wissenschaft während einer langen Zeit, dass der Kanal sich nicht an veränderte Bedingungen des Körpermilieus anpasst. Die Resultate der Forschergruppe um die Freiburger Medizinprofessorin Franziska Theilig zeigen nun, dass eine veränderte Fliessgeschwindigkeit des noch nicht verarbeiteten Urins ein Signal in die Zelle sendet. Dieses bewirkt, dass vermehrt Aquaporin-1 in die Zellmembran eingebaut wird. Der Kanal wird in der Folge stabiler.
Dieser Mechanismus nun bewerkstelligt laut den Erkenntnissen der Freiburger Forschenden kurzfristig innerhalb weniger Minuten einen verdoppelten Wasserdurchfluss durch die Zelle und erhöht die Wasserrückgabe der Niere in das Blut drastisch.
Viele Einsatzmöglichkeiten
Nun lasse sich diese Fähigkeit der schnellen Anpassung auch auf andere Organe übertragen. Im Gehirn beispielsweise spielt Aquaporin-1 eine Rolle in der Gehirnflüssigkeitsproduktion und der lokalen Ödementwicklung.
Das Wissen über die Regulation von Aquaporin-1 könnte in Zukunft pharmazeutische Angriffspunkte bieten, um den Austritt oder den Durchfluss von Flüssigkeit zu unterbinden und so klinische Komplikationen wie das vermehrte Auftreten von Wasser zu verhindern. Dies wiederum ermöglichte beispielsweise die Senkung des Drucks durch die Gehirnflüssigkeit, den Liquor. fca