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AuthorSchmidt, Hannadc.contributor.author
Date of accession2018-03-16T07:43:08Zdc.date.accessioned
Available in OPARU since2018-03-16T07:43:08Zdc.date.available
Year of creation2016dc.date.created
Date of first publication2018-03-16dc.date.issued
AbstractDas Atemwegsepithel grenzt das gasgefüllte Kompartiment der Atemwege vom wässrigen Kompartiment des Organsimus ab und bildet damit einen sogennante Luft-Flüssigkeits Übergang (ALI = Air-Liquid Interface). Die apikale Oberfläche ist dem gasgefüllten Kompartiment ausgesetzt und wird durch einen dünnen Flüssigkeitsfilm (ASL = airway surface liquid) überlagert. Für die Lungenfunktion ist die Volumenhomöostase des ASL von besonderer Bedeutung. Die Dysregulation des ASL-Volumens trägt wesentlich zur Pathogenese von Lungenerkrankungen wie COPD (chronic obstructive pulmonary disease = chronisch obstruktive Lungenkrankheit), Asthma und ARDS (acute respiratory distress syndrom = akutes Atemnotsyndrom) bei. Bisher ging man davon aus, dass das ASL-Volumen in erster Linie durch Regulation des transepithelialen Ionentransports eingestellt wird. Hingegen wurde der Einfluss der epithelialen Wasserpermeabilität auf die ASL-Volumenhomöostase wenig untersucht. In dieser Arbeit wurde die Auswirkung einer langfristigen apikalen Volumenexpansion (AVE) auf den transepithelialen Wasser- und Ionentransport untersucht. Als Zellmodelle wurden primäre ausdifferenzierte humane Trachealepithelzellen und NCI-H441 Lungenepithelzellen als ALI-Kulturen verwendet. Eine AVE wurde durch Zugabe eines definierten Volumens isotoner NaCl-Lösung auf die apikale Oberfläche herbeigeführt. Eine AVE induzierte eine unmittelbare Aktivierung der Natriumresorption durch eine proteolytische Aktivierung des ENaC (epithelial Na+-channel = epithelialer Natriumkanal). Für die Wasserresorption konnten eine Phase mit geringer Transportrate (LRS = low resorptive state) und eine Phase mit hoher Transportrate (HRS = high resorptive state) identifiziert werden. Dabei erfolgte die hauptsächliche Kompensation der AVE während des HRS. Der Übergang zwischen beiden resorptiven Zuständen war reversibel und korrelierte nicht mit der Aktivierung des Ionentransportes, sondern mit einer Erhöhung der Wasserpermeabilität der Epithelien, die durch den Inhibitor Cu2+ des Wasserkanals Aquaporin 3 (AQP 3) blockiert werden konnte. Expressionsstudien zeigten, dass das HRS mit einer transienten Erhöhung der AQP 3 Expression und dessen Einbau in die laterale Membran der Epithelzellen einherging. Die Unterdrückung der AQP 3 Expression mittels stabil überexprimierter shRNA (short-hairpin ribonucleic acid = kleine Haarnadelribonukleinsäure) verzögerte das Einsetzen des HRS um mehrere Stunden. Aus diesen Ergebnissen lässt sich ein neues Funktionsmodell zur Kompensation einer AVE in Lungenepithelien ableiten: Eine AVE aktiviert die transzelluläre epitheliale Natriumresorption durch proteolytische Aktivierung des ENaC. Diese Aktivierung kann einen Mechanismus zur Registrierung einer AVE darstellen, ist aber nicht für die hauptsächliche kompensatorische Resorption verantwortlich. Die eigentliche Kompensation der AVE erfolgt während des HRS durch eine erhöhte Wasserpermeabilität, an der auch AQP 3 beteiligt ist. Dabei folgt die Wasserresorption einem Weg über die apikale Zellmembran in das Zytoplasma und von dort über Aquaporine in den lateralen interstitiellen Spalt zwischen benachbarten Epithelzellen, von welchem es als Resorbat in das basolaterale Kompartiment übergeht. Dieser translaterale Transportweg wird durch den Na+/K+ ATPase (ATPase: Adeonsintriphosphatase) vermittelten Ionentransport angetrieben.dc.description.abstract
Languagededc.language.iso
PublisherUniversität Ulmdc.publisher
LicenseStandarddc.rights
Link to license texthttps://oparu.uni-ulm.de/xmlui/license_v3dc.rights.uri
KeywordEpithelialer Transportdc.subject
KeywordENaCdc.subject
KeywordAtemwegsepitheldc.subject
KeywordAquaporin 3dc.subject
Dewey Decimal GroupDDC 610 / Medicine & healthdc.subject.ddc
MeSHAquaporin 3dc.subject.mesh
MeSHEpithelial sodium channelsdc.subject.mesh
MeSHEpitheliumdc.subject.mesh
MeSHRespiratory mucosadc.subject.mesh
TitleEffekt einer apikalen Volumenexpansion auf den Wassertransport in Atemwegsepitheliendc.title
Resource typeDissertationdc.type
Date of acceptance2018-02-08dcterms.dateAccepted
RefereeDietl, Pauldc.contributor.referee
RefereeRadermacher, Peterdc.contributor.referee
DOIhttp://dx.doi.org/10.18725/OPARU-5669dc.identifier.doi
PPN1654635685dc.identifier.ppn
URNhttp://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:289-oparu-5726-2dc.identifier.urn
GNDEpitheldc.subject.gnd
GNDEpithelialer Natriumkanaldc.subject.gnd
GNDAquaporinedc.subject.gnd
GNDFlimmerepitheldc.subject.gnd
FacultyMedizinische Fakultätuulm.affiliationGeneral
InstitutionInstitut für Allgemeine Physiologieuulm.affiliationSpecific
InstitutionUKU. Institut für Anästhesiologische Pathophysiologie und Verfahrensentwicklunguulm.affiliationSpecific
Grantor of degreeMedizinische Fakultätuulm.thesisGrantor
DCMI TypeTextuulm.typeDCMI
CategoryPublikationenuulm.category
University Bibliographyjauulm.unibibliographie


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