Der intestinale Kaliumtransport wird durch verschiedene Second Messenger Systeme (v.a. cAMP und Ca2+) reguliert. Ein andererSignalweg, der Einfluss auf z.B. den Na+- und Cl--Transport nimmt, ist das Zellvolumen. Volumensensitive K+-Kanäle kommen in derbasolateralen Membran von Kolonkryptenzellen vor. Deshalb wurde untersucht, welchen Einfluss Veränderungen im Zellvolumen auf dentransepithelialen K+-Transport haben.
Eine Zellschwellung wurde durch ein hypoosmolares Medium induziert. Veränderungen im Ionentransport am distalen und proximalen Kolonder Ratte wurden mit Hilfe von unidirektionalen Flüssen, Efflux- und Uptake-Versuchen erfasst; als Marker für K+ wurde 86Rb+ eingesetzt.
Am distalen Kolon induzierte eine Zellschwellung, ausgelöst durch ein hypoosmolares Medium, eine Netto-K+-Sekretion. Im Unterschieddazu führte die Inkubation des Gewebes in einem hyperosmolaren Medium - vermittelt über eine Zellschrumpfung - zu einer Hemmung desresorptiven Flusses (Jms) von K+, insbesondere am distalen Kolon.
Die Regulation des K+-Transportes durch das Zellvolumen ist nicht auf eine Änderung in den Aktivitäten von K+-Aufnahmemechanismenzurückzuführen, da weder ein hypo- noch ein hyperosmolares Medium einen Effekt auf den K+-Uptake zeigte. Stattdessen wurde derK+-Ausstrom verändert. Zellschwellung stimulierte den K+-Efflux in beiden Dickdarmabschnitten, während Zellschrumpfung ihn verminderte.Der apikale schwellungsinduzierte Efflux erwies sich als sensitiv gegenüber dem K+-Kanalblocker Ba2+ und der basolaterale gegenüberdem K+-Kanalblocker Quinin am distalen Kolon.
Inkubation in einer Ca2+-freien Lösung mit 5 mmol.l-1 Mg2+ und Zugabe von La3+, einem unspezifischen Kationen-Kanalblocker,verminderten den basalen Efflux durch die basolaterale Membran im distalen Kolon. Den gleichen Effekt zeigte eine Versuchsserie mitBrefeldin A, welches den Transport von neu synthetisierten Proteinen aus dem Golgi-Apparat hemmt. Die Stimulation des Effluxes durchZellschwellung blieb jedoch unverändert. Im Gegenteil war die Stimulation des apikalen K+-Effluxes in Gegenwart von Inhibitoren desZytoskeletts wie Colchicin, welches eine Depolymerisation von Mikrotubuli auslöst, und von Brefeldin A sogar verstärkt.
Die Versuche belegen, dass volumensensitive K+-Kanäle, die unter anderem durch Ca2+ und das Zytoskelett beeinflusst werden können,an der Regulation des transepithelialen K+-Transportes im Kolon beteiligt sind.
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