Aquaporiner

Kurs: Basvetenskap 5 Moment 1

Vad är det?

• En familj av vattenkanaler i cellmembranet som tillåter passiv, osmotiskt driven vattentransport i storleksordningen 10⁹ molekyler per sekund och kanal – långt snabbare än diffusion genom lipidbilagret.
• Kanalen är selektiv: en smal por med ett arginin och en laddningsomkastning i mitten släpper igenom vatten men blockerar protoner, vilket är nödvändigt eftersom fri protonpassage skulle förstöra alla membranpotentialer.
• Minst 13 humana isoformer (AQP0–AQP12). Vissa (aquaglyceroporiner, t.ex. AQP3, AQP7, AQP9) transporterar även glycerol och urea.

Varför är det viktigt / Mekanism

I njuren – de tre viktiga

Isoform	Lokalisation	Reglering	Funktion
AQP1	Proximala tubuli, nedåtstigande tunna skänkeln, Vasa recta	Konstitutiv	Massreabsorption; gör proximala tubuli isoosmotisk
AQP2	Apikalt i samlingsrörets principalceller	ADH-reglerad	Den enda reglerade vattenkanalen – bestämmer urinkoncentrationen
AQP3, AQP4	Basolateralt i samlingsröret	Konstitutiv	Släpper ut vattnet till interstitiet

• ADH-mekanismen i sin helhet: ADH → V2-receptor (Gs) → adenylatcyklas → cAMP → PKA → fosforylering av AQP2 → exocytos av AQP2-vesiklar till apikalmembranet. Effekten kommer inom minuter och är helt reversibel via endocytos.
• Långtidsreglering sker dessutom via ökad transkription av AQP2-genen.
• Två saker krävs samtidigt för koncentrerad urin: en hyperton märg (byggd av motströmsmultiplikation i Loop of Henle) och AQP2 i membranet. Saknas endera blir urinen utspädd.

Tenta-fokus

Den tjocka uppåtstigande skänkeln och distala tubuli saknar aquaporiner helt – de är vattenimpermeabla oavsett ADH. Det är därför de kallas utspädningssegmentet och det är därför utspädning är kroppens grundinställning: att koncentrera urinen kräver aktiv hormonell insats, att späda den kräver ingenting.

Utanför njuren

• AQP4 i astrocyternas ändfötter kring kapillärerna i CNS – central för hjärnödem. Autoantikroppar mot AQP4 definierar neuromyelitis optica (NMOSD), vilket är en av få sjukdomar där en kanalprotein är själva antigenet.
• AQP0 i linsen – mutation ger kongenital katarakt.
• AQP5 i spott-, tår- och luftvägskörtlar – nedreglerad vid Sjögrens syndrom.
• AQP2 utsöndras i urinen och kan mätas som markör för ADH-aktivitet.

Klinisk relevans & Diagnostik

• Central diabetes insipidus: brist på ADH. AQP2 fungerar, men signalen saknas → svarar på desmopressin.
• Nefrogen diabetes insipidus: defekt V2-receptor (X-bunden) eller defekt AQP2 (autosomal), eller förvärvad av litium, hyperkalcemi och hypokalemi. Svarar inte på desmopressin – behandlas paradoxalt med Tiazid och saltrestriktion.
• SIADH: för mycket ADH → för mycket AQP2 → vattenretention och hyponatremi. Vaptaner (V2-antagonister) blockerar exakt detta steg och ger fri vattendiures (“akvares”).
• Hjärnödem: AQP4 medierar både uppkomst av cytotoxiskt ödem och upplösning av vasogent ödem – vilket gör farmakologisk påverkan komplicerad.

Klinisk pärla

Litiumutlöst nefrogen DI är den vanligaste förvärvade formen och kan bli permanent vid långtidsbehandling. Litium tas upp via ENaC i principalcellen, vilket är exakt varför amilorid – en ENaC-blockerare – är den logiska behandlingen.

Kopplingar

Relaterat: ADH, Samlingsrör, Motströmsmultiplikation, Proximala tubuli, Tubulär transport, Hyponatremi