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Erythropoetin: Funktion und Aufbau
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Funktion von Erythropoetin (EPO)
Erythropoetin ist ein Wachstumshormon, Stimulus für die Bildung der Erythrozyten. Zielzellen des Erythropoetin sind die Erythrozytenvorläufer im Knochenmark. Die Dauer vom EPO bis zum Retikulozyt dauert 7 Tage und beinhaltet 4–6 Zellteilungen.
Molekularer Aufbau von Erythropoetin:
Erythropoetin ist ein Glykoprotein, der Proteinanteil ist 165 Aminosäuren lang und vermittelt die Zytokinwirkung. Der Kohlenhydratanteil von 40 % schützt das Hormon vor der Proteolyse in vivo. Insgesamt hat Erythropoetin eine Masse von 30 kDa. Kleinere Unterschiede im Kohlenhydratanteil zwischen physiologischem und rekombinantem EPO ermöglichen Antidopingkontrollen durch eine Elektrophorese.
Bildungsort von Erythropoetin:
Erythropoetin wird während der fetalen Blutbildung von der Leber gebildet. Nach der Geburt stammt fast das gesamte Erythropoetin von den interstitiellen, peritubulären Nierenzellen (Fibroblasten) aus dem Nierenkortex.
In geringen Mengen wird Erythropoetin auch im ZNS gebildet und erfüllt lokale neuroprotektive Aufgaben.
Konzentration von Erythropoetin:
Die Konzentration von Erythropoetin wird in Units (U) angegeben. 1 U Erythropoetin entspricht der erythropoetischen Aktivität von 5 μg Cobaltchlorid in Tierexperimenten. Die normale Konzentration im Blut beträgt 5–25 U/l, bei Hypoxie oder Anämie kann die Konzentration bis auf 10 000 U/l ansteigen.
Regelkreislauf des Erythropoetins:
Der physiologische Stimulus für die Produktion und Ausschüttung von Erythropoetin sind Hypoxämie und Anämie. Die Signaltransduktionskaskade für die Aktivierung von Erythropoetin ist komplex und beinhaltet HIF 1–3 (hypoxia inducible factors) und HRE (hypoxia response elements)-Sequenzen der DNA. Nach der Freisetzung bindet Erythropoetin an den Erythropoetinrezeptor der Zielzellen (s. o.), einen Tyrosinkinasenrezeptor. Die Signaltransduktion verhindert die Apoptose der Zielzelle im Knochenmark.
Endotheline
Endotheline sind eine Gruppe von Peptidhormonen, welche vergleichbar wie das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) über Kaskaden aktiviert werden. Zu den Funktionen der Endotheline gehören die starke Vasokonstriktion, die Abnahme der glomerulären Filtrationsrate, die Natriumretention und die Erhöhung des Blutdrucks. Darüber hinaus wird den Endothelinen eine pathophysiologische Bedeutung bei verschiedenen Nierenerkrankungen, Arteriosklerose, Herzinsuffizienz und pulmonaler Hypertonie zugeschrieben.
Weitere endokrine Funktionen der Niere
Aktivierung von Vitamin D:
Hydroxylierung von 25-Hydroxyvitamin D3 zu 1,25-Hydroxyvitamin D3 = Cholecalciferol = Calcitriol.
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Literatur Nieren
Benninghoff 1993 BENNINGHOFF, A.: Makroskopische Anatomie, Embryologie und Histologie des Menschen.15. Auflage.
Mnchen; Wien; Baltimore : Urban und Schwarzenberg, 1993
Jelkmann 2004 JELKMANN, W.: Molecular biology of erythropoietin.
In: Intern Med
43 (2004), Nr. 8, S. 649–59
English Version: Physiology of the kidneys: renal hormones (erythropoetin, endothelins)