Akvaporin-4
Kurs: Basvetenskap 6
| Typ | Vattenkanalprotein (integralt membranprotein, tetramer) |
| Lokalisation | Astrocyternas ändfötter vid Blod-hjärnbarriären, ependym, Retina, njurens samlingsrör (basolateralt), lunga, magsäck |
| Funktion | Bidirektionell vattentransport längs osmotisk gradient |
| Klinisk koppling | Målantigen vid Neuromyelitis optica (NMOSD) |
| Markör | Anti-AQP4-IgG i serum (cellbaserad assay, CBA) |
Vad är det?
- Akvaporin-4 (AQP4) är den dominerande Akvaporin-isoformen i Centrala nervsystemet och står för merparten av hjärnans vattenpermeabilitet.
- Fyra subenheter bildar en tetramer; varje subenhet har en egen por med sex transmembransegment och två NPA-motiv (Asn-Pro-Ala) som bildar selektivitetsfiltret.
- Filtret släpper igenom vatten men blockerar protoner genom att bryta vätebindningskedjan — därmed förstörs inte membranets elektrokemiska gradient.
- Två huvudisoformer: M1 (lång) och M23 (kort). M23 aggregerar till s.k. orthogonal arrays of particles (OAP), vilka är den struktur som anti-AQP4-antikroppar binder starkast till.
Lokalisation och polarisering
- Uttrycks kraftigt polariserat i astrocyternas ändfötter som omsluter kapillärer — förankras av dystrofin–Alfa-syntrofin-komplexet.
- Denna polarisering är förutsättningen för det glymfatiska systemet, där Cerebrospinalvätska flödar in perivaskulärt och spolar bort avfallsprodukter (bl.a. Amyloid-beta) under sömn.
- I njuren sitter AQP4 basolateralt i samlingsrörets huvudceller, medan ADH-reglerat Akvaporin-2 sitter apikalt.
Roll vid hjärnödem
- Cytotoxiskt ödem (t.ex. Ischemisk stroke, hyponatremi): AQP4 driver vatteninflödet in i astrocyter — AQP4-brist är skyddande.
- Vasogent ödem (tumör, abscess): AQP4 behövs för att tömma vatten ut i kärl/CSF — AQP4-brist förvärrar ödemet.
- Detta dubbelriktade beteende förklarar varför AQP4 inte är ett enkelt farmakologiskt mål.
| Ödemtyp | Barriär | AQP4-roll | Exempel |
|---|---|---|---|
| Cytotoxiskt | Intakt | Vatteninflöde, skadligt | Ischemisk stroke, vattenintoxikation |
| Vasogent | Bruten | Vattenclearance, skyddande | Glioblastom, hjärnabscess |
| Interstitiellt | — | Transependymalt flöde | Hydrocefalus |
Neuromyelitis optica (NMOSD)
- IgG1-autoantikroppar mot extracellulära loopar på AQP4 binder astrocytens ändfot.
- Binder Komplementsystemet via C1q → MAC-bildning → astrocytdöd (astrocytopati), sekundär demyelinisering och axonskada.
- Typisk klinik: svår Optikusneurit (ofta bilateral) och longitudinellt extensiv transversell myelit (≥3 kotsegment).
- Area postrema-syndrom med intraktabla hickningar och kräkningar är närmast patognomont — area postrema saknar intakt blod-hjärnbarriär och är AQP4-rikt.
- Behandling: högdos Metylprednisolon, plasmaferes vid skov; underhåll med Rituximab, eculizumab (anti-C5) eller satralizumab (anti-IL-6R).
Klinisk pärla
Skilj NMOSD från Multipel skleros: NMOSD ger färre men svårare skov, oftast normal eller atypisk MR-hjärna, negativa oligoklonala band i ca 80 % och ett IgG-medierat komplementangrepp mot astrocyten — inte mot Myelin. Interferon-beta och natalizumab, som används vid MS, kan försämra NMOSD dramatiskt.
Tenta-fokus
Kom ihåg riktningsberoendet: AQP4-knockout skyddar mot cytotoxiskt ödem men förvärrar vasogent ödem. Kom också ihåg att AQP4 är vattenselektivt (till skillnad från Akvaporin-3 och AQP9 som även släpper igenom glycerol och urea) och att protoner blockeras av NPA-motiven.
Kopplingar
- Astrocyt — cellen som uttrycker AQP4 i ändfötterna
- Blod-hjärnbarriären — AQP4 reglerar vattenutbytet över barriären
- Neuromyelitis optica — autoimmun sjukdom med AQP4 som målantigen
- Akvaporin-2 — ADH-reglerad apikal vattenkanal i njurens samlingsrör
- Hjärnödem — AQP4 central i både uppkomst och resolution
- Komplementsystemet — effektormekanism vid anti-AQP4-medierad skada