Mammovision - Ortho-Bio-Med Centro di cura Specialistico

2/2010
Aus der Grundlagenforschung
Abb. 1: Anschnitt eines Fibroblasten. Transmissionselektronenmikroskopische
Beziehungen zwischen rauem endoplasmatischem
Retikulum (ER) und Mitochondrien (M) durch Mitochore
membran hat (Abb. 1, 2) (Heine 1994). Erst KornMann et al. (2009)
konnten den Durchbruch in der Aufklärung dieser Beziehungen
schaffen. Dabei hat sich u.a. zeigen lassen, dass Mitochondrien
mit keinen anderen Organellen als mit den Schläuchen des ER
sehr komplex kommunizieren (Abb. 2). Die Verbindung zwischen
der inneren und äußeren Mitochon drienmembran sowie
der Membran des ER werden durch Multiproteinkomplexe
sogenannte Mitochore bewirkt (Abb. 2) (KornMann et al. 2009,
WieDeMann et al. 2009). Diese Kommunikation steht im Dienste
des Austausches von Calcium und Phospholipid zwischen Mitochondrien
und dem ER. Ansonsten würde die ATP Synthese
entlang der Atmungskette nicht funktionieren und u.a. die Calcium-Ionen-Konzentration
im Cytoplasma und den Mitochondrien
gestört (Übersicht bei KornMann et al. 2009). Aus regulationsmedizinischer
Sicht ist es von besonderer Bedeutung, dass die
Mitochore auch mit dem Mikrofilamentsystem des Cytoplasmas
und damit den Integrinen der Zellmembran in Verbindung stehen
(Abb. 2) (KornMann et al. 2009). Die Integrine stehen wiederum
mit den extrazellulären Matrixkomponenten in Verbindung
(Heine 2007). Damit ist eine Beziehung zu extra-intrazellulären Signaltransduktionskaskaden
eröffnet, die letztlich Transkriptionsfaktoren
aktivieren, über die dann informationsrelevante Gene
aktiviert werden (Abb. 2). Über die Verbindung der Mitochore
zum Mikrofilamentsystem und den Integrinen können vielfältige
exogene Einflüsse aus der ECM auf die mitochondrialen Funktionen
einwirken. Kürzlich wurde z.B. darauf hingewiesen, dass
psychiatrische Symptomatiken und neuropathische Schmerzen
zaenmagazin
Ausschnittsvergrößerung
(Pfeilköpfe). In der Ausschnittsvergrößerung weist der Pfeil auf ein
Mitochor. K Zellkern. x 50 000 (Heine 1994)
mitochondriale Störungen begleiten. Zur Therapie wird angeregt,
Mikronährstoffe einzusetzen (Übersicht bei GarDner et al.
2010).
Ein Mitochor wird von mehreren funktionell verschiedenen
Proteinen aufgebaut, wodurch nicht nur die biologischen Abläufe
zwischen ER und Mitochondrien bestimmt werden (KornMann
et al. 2009, WieDeMann et al. 2009), sondern z.B. auch ein cross talk
u.a. zu den Proteinen BAX und BAK der äußeren mitochondrialen
Membran besteht (Abb. 2). Diese Moleküle werden bei drohender
Zellschädigungen aktiviert und leiten den apoptotischen
Zelluntergang ein (Übersicht bei HotcHKiSS et al. 2009). Derartig
schädigende Signale sind u.a.: Vermehrte Bildung reaktiver Sauerstoffspezies
in den Mitochondrien (z.B. Mikroben), Schädigungen
der mitochondrialen DNA (u.a. γ-Strahlung) und nicht regelhaft
gefaltete Proteine im Cytoplasma (HotcHKiSS et al. 2009).
Beteiligung von Mitochondrien
an der Bildung inflammatorischer
Zytokine (Mito-Signalosom)
So wie sich Rezeptoren für Antigene an der Zelloberfläche finden,
gibt es analog derartige Proteine auch im Cytoplasma.
Sie werden als NLRs (nucleotide-binding domain, leucine-rich
repeat-containing) bezeichnet. Das bekannteste Familienmitglied
ist NOD2 (nucleotide-binding oligomerization domain 2),
ein positiver Regulator in der Immunabwehr vergleichbar ei-
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