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Linz (jku) - Eine Zelle ist die kleinste lebende Einheit im menschlichen Körper - und zugleich ein Wunderwerk
der Natur. Auch wenn die Zellforschung enorme Fortschritte gemacht hat, sind viele Funktionen und Abläufe
immer noch unerforscht. Ein internationales Team hat unter JKU-Führung nun Licht ins Dunkel des Stofftransports
durch die Zellwände gebracht.
Ein Mensch ist aus rund 50.000 Milliarden Zellen zusammengesetzt. Diese Bausteine des menschlichen Körpers
grenzen sich nach außen durch Membranen ab. Diese schützen als Zellwand die Zellbestandteile, müssen
aber, ähnlich der Haut des menschlichen Körpers, Stofftransport in die Zelle und aus der Zelle gewährleisten.
Kontrolle über diesen Transport üben kleine Poren aus, die von den Zellen gezielt geöffnet und geschlossen
werden können. Im Unterschied zu den Schweißdrüsen in unserer Haut, die Salz und Wasser nach außen
transportieren, gibt es für die gleiche Funktion in der Zellmembran gleich drei verschiedene Sorten von Kanälen,
die entweder nur Kationen oder nur Anionen oder nur Wasser transportieren.
Neue Transportwege für Wasser
Ein Wissenschafterteam unter Leitung von Prof. Peter Pohl vom Institut für Biophysik der JKU hat nun in
Zusammenarbeit mit Wissenschaftern der Universität Kaiserslautern (Deutschland) festgestellt, dass diese Aufgabentrennung
längst nicht so strikt ist, wie bisher angenommen. Einige Kaliumkanäle können nicht nur zwei Zustände
annehmen, d.h. entweder offen oder geschlossen sein. Sie besitzen einen dritten Zustand. In diesem passen zwar
Kaliumionen nicht hindurch, Wassermoleküle aber können passieren. Diese Entdeckung könnte erklären,
warum Nervenzellen, die besonders viele derartige Kaliumkanäle haben, über keine nur auf Wassertransport
spezialisierte Kanäle (Aquaporine) verfügen.
Neue Fragen aufgeworfen
Der Nachweis wasserleitender Kaliumkanäle ist auch in anderer Hinsicht von Bedeutung. Bisher ging die
Wissenschaft davon aus, dass ein Kaliumion seinen speziellen Bindungsplatz im Kanalinneren nur verlassen kann,
wenn es von einem anderen Kaliumion abgelöst wird, das quasi dessen Platz im "Käfig" übernimmt.
Der Umstand, dass die Kaliumionen vom Wasser "herausgespült" werden können macht deutlich,
dass der Käfig nicht fest schließt. Die Kaliumionen sind an ihren Bindungsplätzen also nicht fest
verankert, nur leicht angedockt - eine Erkenntnis, die einen wichtigen Schritt im Verständnis der Vorgänge
in unseren Zellen darstellt.
Welchen Beitrag der Wassertransport durch Kaliumkanäle zum Wasserhaushalt im Hirn leistet, ist noch unklar.
Diese Frage gilt es zu klären, da Störungen des Wasserhaushalts u.a. zu Epilepsien führen können.
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