Natrium-Phosphat-Kotransporter:

Einleitung

Anorganisches Phosphat (Pi) ist für verschiedene zelluläre Prozesse und die Mineralisierung der Knochen notwendig. Die Konzentration von Pi im Blutplasma ist unter anderem vom Ausmaß der Reabsorption des filtrierten Pi in den proximalen Tubuli der Niere abhängig. An diesem Reabsorptionsvorgang sind mindestens zwei Typen von Na-gekoppelten Transportern beteiligt, welche beide in der Bürstensaummembran von proximalen Tubuluszellen lokalisiert sind.

Beide Transportproteine, sowohl der elektrogene NaPi-IIa (SLC34A1) als auch der elektroneutrale NaPi-IIc (SCL34A3) (Abb. 1), gehören zu der SLC34-Gen-Familie. Die Transportproteine, die für den basolateralen Austritt von Pi verantwortlich sind, konnten noch nicht identifiziert werden. Ein anderes Mitglied dieser Gen-Familie, NaPi-IIb (SLC34A2), ist für die Absorption des mit der Nahrung aufgenommenen Pi im Darm verantwortlich. Zudem ist Na-Pi-IIb auch in anderen Organen, z. B. Lungen und Hoden, jedoch nicht in den Nieren exprimiert. Alle drei NaPi-II-Proteine transportieren bevorzugt divalentes Pi (HPO42-) entlang eines, durch die Na-K-Pumpe etablierten, elektro-chemischen Gradienten von Na+-Ionen (Abb. 1). In den Nieren wird die Rate des Phosphattransports durch die Anzahl der NaPi-IIa/c Moleküle in der apikalen Membran bestimmt. Die Expression von NaPi-IIa und NaPi-IIc wird unter anderem durch hormonelle (z. B. PTH, Vit. D) und diätetische/metabolische Faktoren reguliert. SLC34 Proteine sind mit verschiedenen Krankheiten assoziiert, welche eine defekte Pi-Homöostase aufweisen. So ist z. B. die "vererbte hypophosphatämische Rachitis mit Hypercalciurie” (HHRH) durch einen hohen Verlust von Pi charakterisiert. Als Ursache dafür wurden verschiedene Mutationen im SLC34A3-Gen beschrieben (Bergwitz C, Am J Hum Genet 78:179-192, 2006). Weitere Krankheiten mit defekter Pi-Homöostase sind pulmonale alveoläre Mikrolithiasis und testikuläre Mikrolithiasis, welchen Mutationen im SLC34A2-Gen zugrunde liegen (Corut A, Am J Hum Genet 79:650-656, 2006).

Bei "End Stage Renal Disease" (ESRD) ist die renale Rückresorption von Pi stark beeinflusst, was Hyperphosphatämie zur Konsequenz hat. Eine denkbare Behandlungstherapie wäre die Anwendung eines Inhibitors, welcher spezifisch auf NaPi-IIb im Darm wirkt. Da es bis jetzt jedoch keine klinisch akzeptable hemmende Substanz gibt, müssen ESRD- und Dialysepatienten mit Pi-reduzierter Ernährung und/oder täglicher Einnahme von Pi-Bindungsmedikamenten leben. Die obigen Bemerkungen unterstreichen die Wichtigkeit der Festlegung von Struktur-Funktions-Beziehungen der SLC34-Protein-Familie.