Zeitschrift für Bioäquivalenz und Bioverfügbarkeit

Abstrakt

Die Na + /K + -Pumpe α 3 -Isoform ist ein universeller Membransensor für schwache Umweltsignale

Sinerik Ayrapetyan

In dieser Übersicht werden Daten zur funktionalen Rolle des α3-Na+/K+-Pumpenisoform-abhängigen Ca-Austauschs
bei der schwachen Signalübertragung in Zellen präsentiert. Gemäß der klassischen „Membrantheorie“ können Signale die funktionale Aktivität von Membranen modulieren, indem sie ihre Leitfähigkeitsfunktion verändern: Aktivierung oder Inaktivierung von Ionenkanälen, die zur Depolarisation oder Hyperpolarisation der Zellmembran führen. Mittlerweile gilt jedoch als gesichert, dass es in Membranen eine Reihe nichtleitender Mechanismen gibt, durch die extra schwache Signale mit einer Intensität sogar weit unterhalb der Kanalaktivierungsschwelle die Zellmembranfunktion modulieren können. Eine frühere Studie zur Sensitivität von α3-Rezeptoren mit höherer Ouabain-Affinität gegenüber verschiedenen schwachen physikalischen und chemischen Signalen hat gezeigt, dass diese auch für unterschiedliche Umweltfaktoren universelle Sensoren sind. Diese Sensitivität wird durch das α3-Na+/K+-Pumpenisoform-abhängige Na+/Ca2+-Austauschsystem bestimmt, das eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der Zellhydratation und der intrazellulären Ca-Homöostase spielt. Es ist bekannt, dass letztere die Anzahl funktionell aktiver Proteinmoleküle (Enzyme, Chemorezeptoren und Ionenkanäle) in Membranen durch ihre Oberflächenveränderung und die Aktivität intrazellulärer Makromoleküle durch Proteinfaltungsmechanismen regulieren. Auf der Grundlage dieser Daten wird vorgeschlagen, dass diese trägergetriebenen Transportmechanismen als Kandidaten für besonders empfindliche und universelle Sensoren in Neuromembranen in Betracht gezogen werden können, durch die die biologischen Auswirkungen besonders schwacher Signale realisiert werden. Das Gesamtziel dieses Kapitels besteht darin, einen kurzen Überblick über die physiologische Rolle des von der α3-Isoform Na+/K+-Pumpe abhängigen Na+/Ca2+-Austauschs als universellen und besonders empfindlichen Weg zu geben, durch den die biologischen Auswirkungen schwacher Signale auf Zellen realisiert werden.