dc.contributor.author
Goranova, Irena
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:27:09Z
dc.date.available
2017-02-23T10:35:36.736Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10500
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14698
dc.description.abstract
Einleitung: Beeinträchtigungen der Kaliumhomöostase gehören zu den häufigsten
Elektrolytstörungen überhaupt und können neben neurologischen Symptomen und
kardialen Arrhythmien auch schwerwiegende Störungen der Nierenfunktion
verursachen. Die Niere ist für die Feineinstellung der Kaliumausscheidung
verantwortlich und fungiert dadurch als zentrales Organ der Kaliumhomöostase.
Eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Kaliumausscheidung durch die
Niere spielen Kaliumkanäle, welche sich sowohl in der apikalen als auch in der
basolateralen Membran von Nierenepithelien befinden. Eine möglichst umfassende
Kenntnis der Funktion und Regulation dieser Kaliumkanalproteine ist
Voraussetzung für ein verbessertes Verständnis der Mechanismen der
Kaliumhomöostase und könnte damit zur Entwicklung neuer Strategien bei der
Diagnostik und Therapie von Störungen des Kaliumhaushaltes beitragen. Ziel der
hier vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der renalen Lokalisation
der neu identifizierten Kaliumkanäle Kir4.1, THIK-1 und THIK-2. Methodik: Es
wurden immunhistochemische Markierungen, In situ Hybridisierung, Western Blot-
und PCR-Analysen in Ratten- und Mausgewebe durchgeführt. Ergebnisse: Kir4.1
wurde in der basolateralen Membran im medullären und kortikalen dicken
aufsteigenden Schenkel der Henle´schen Schleife, im distalen Konvolut, im
Verbindungstubulus und in den Hauptzellen des kortikalen Sammelrohrs in der
Mausniere nachgewiesen. Die 2-Poren-Kaliumkanäle THIK-1 und THIK-2 zeigten,
trotz ähnlicher molekularer Struktur, ein unterschiedliches Verteilungsmuster
im Nephron sowie speziesabhängige Unterschiede in der subzellulären
Lokalisation. THIK-1 wurde im gesamten Nephron und im Sammelrohr exprimiert.
THIK-2 fand sich im distalen Nephron. Bei der Untersuchungen der subzellulären
Verteilung für THIK-1 und THIK-2 zeigte sich in der Rattenniere ein
intrazelluläres Signal. THIK-2 zeigte in der Mausniere eine bevorzugt
basolaterale Lokalisation. Aufgrund der schwachen Immunreaktivität in der
Mausniere wurde in situ Hybridisierung zur Lokalisation von THIK-1 ausgewählt
und konnte damit keine Aussage über die intrazelluläre Verteilung gemacht
werden. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen eine
basolaterale Expression von Kir4.1 im distalen Nephron und in den Hauptzellen
des Sammelrohres. Diese Lokalisationsdaten wurden in späteren Studien durch
andere Arbeitsgruppen weitgehend bestätigt und tragen entscheidend zum
Verständnis der Pathophysiologie von humanen Erkrankungen wie dem SeSAME/EAST-
Syndrom bei. Die Ergebnisse zur Lokalisation der THIK Kanäle ergaben ein
uneinheitliches Bild. Während die basolaterale Lokalisation von THIK-2 im
distalen Nephron der Maus mit einer funktionellen Rolle bei der Ausbildung des
background K-leak vereinbar ist, erscheint dies angesichts der intrazellulären
Lokalisation von THIK-1 und THIK-2 in der Ratte als unwahrscheinlich. Weitere
Studien sind daher notwendig, um die Bedeutung der beiden Kaliumkanäle für die
Funktion der Niere aufzuklären.
de
dc.description.abstract
Introduction: Alterations of potassium homeostasis are among the most frequent
electrolyte disorders and may cause severe neurological symptoms, cardiac
arrhythmias and renal dysfunction. The kidney is responsible for regulated
potassium excretion and is thus essential for the maintenance of potassium
balance. Potassium channels in the apical and in the basolateral membrane of
renal epithelia play an essential role during transmembrane solute transport
and are indispensable for regulated potassium secretion. Whereas the
mechanisms of potassium transport in the apical membrane of renal epithelia
have been extensively studied, little is known regarding the basolateral
membrane compartment. A comprehensive knowledge of basolateral potassium
channel proteins will improve our understanding of the mechanisms of potassium
homeostasis and of renal function in general and may also facilitate the
development of novel strategies for the diagnosis and treatment of disorders
of potassium homeostasis. Aim of the present study was to characterize the
cellular localization of Kir4.1, THIK-1 and THIK-2 in the kidney. Material and
methods: Immunohistochemistry, in situ hybridization, Western blot, and RT-PCR
on microdissected nephron segments were used to study the renal expression of
Kir4.1, THIK-1 and THIK-2 in rats and mice. Results: Localization studies for
Kir4.1 showed strong expression in the basolateral membrane of the thick
ascending limb of the loop of Henle, the distal convoluted and the connecting
tubule as well as in the cortical collecting duct of mice and rats. Despite a
similar molecular structure the tandem pore domain potassium channels THIK-1
and THIK-2 showed different localization along the nephron and species-
dependent differences in the subcellular localization between rat and mouse.
Whereas THIK-1 was expressed throughout the nephron and the collecting duct,
THIK-2 was exclusively localized to the distal nephron. Both, THIK-1 and
THIK-2 showed intracellular localization in rat and murine kidney sections. By
contrast, evaluation of THIK-2 signals in mice demonstrated expression in the
basolateral membrane. Conclusion: In the present study basolateral expression
of Kir4.1 in the distal nephron and in the principal cells of the collecting
tube was demonstrated. These localization data were largely confirmed in later
studies by other groups and contributed to an understanding of the
pathophysiology of human diseases including the SeSAME/EAST syndrome. The
basolateral localization of THIK-2 in the distal nephron of the mouse kidney
is compatible with a functional role of the protein during basolateral
potassium transport whereas the intracellular localization of THIK-1 and
THIK-2 in the rat kidney argues against an involvement of the two channel
proteins in this process. Further studies are therefore needed to characterize
the role of the two potassium channels for renal function.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Die segmentspezifische Lokalisation von Kir4.1, THIK-1 und THIK-2
Kaliumkanälen in der Säugerniere
dc.contributor.contact
irena.goranova@charite.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2017-03-10
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104052-2
dc.title.translated
Cellular localization of Kir4.1, THIK-1 and THIK-2 K+ channels in the
mammalian kidney
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104052
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000020915
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access