Wat zijn aquaporines?

Een aquaporine is een gespecialiseerd eiwit dat zich in het celmembraan van lichaamscellen bevindt. Het vormt het mechanisme dat verantwoordelijk is voor het pompen van water in en uit de cel indien nodig. Aquaporines maken deel uit van de grote familie van belangrijke intrinsieke eiwitten, eiwitten die poriën of kanalen in het celmembraan vormen en werken om de samenstelling van de binnenkant van de cel te reguleren.

De aquaporine werd ontdekt door Peter Agre van Johns Hopkins University in 1992. Agre won de Nobelprijs voor scheikunde 2003 voor zijn ontdekking. Hij ontdekte aquaporines serendipitously tijdens een onderzoek naar het Rh-bloedgroepantigeen, waarmee hij lang vermoedde dat de wetenschappelijke gemeenschap vermoedde dat er een mechanisme bestond voor het transporteren van water door het celmembraan.

Aquaporines geleiden water in en uit de cel, maar voorkomen de beweging van ionen en andere opgeloste stoffen over de celwand. Een gespecialiseerde vorm van aquaporine, een aquaglyceroporine genoemd, staat de beweging van sommige opgeloste stoffen in en uit de cel toe, maar net als gewone aquaporinen laat het geen geladen deeltjes of ionen door. Sommige opgeloste stoffen die aquaglyceroporines het celmembraan laten passeren, zijn ammoniak, kooldioxide en ureum. De soorten opgeloste stoffen die door aquaporines worden toegelaten, hangen af ​​van de grootte van het eiwitkanaal.

Er zijn momenteel 13 bekende aquaporines bij dieren, waarvan er zes zich in de nier bevinden. Biologen vermoeden dat er nog veel meer te ontdekken zijn. Planten hebben ook aquaporines, die een integraal onderdeel vormen van het transport van water vanuit de grond en door de wortels naar verschillende plantstructuren.

Sinds hun ontdekking is gebleken dat aquaporines betrokken zijn bij een aantal menselijke ziekten. Als ze kunnen worden gemanipuleerd, kunnen ze zelfs de sleutel zijn om sommige medische problemen te genezen, zoals vochtretentie als gevolg van een hartaanval of beroerte. Aquaporinemutaties en -deficiënties kunnen ook tot ziekte leiden. Erfelijke diabetes insipidus, een aandoening die wordt gekenmerkt door overmatige dorst en plassen, is bijvoorbeeld te wijten aan een aquaporinemutatie. De ziekte van Devic, ook wel neuromyelitis optica genoemd, een auto-immuunziekte gekenmerkt door ontsteking van de oogzenuw en het ruggenmerg, is te wijten aan auto-immuunreacties tegen een aquaporine.