Identifikation und Regulation von Ionenkanälen in insulinsezernierenden Zellen

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Das Membranpotential spielt bei der Regulation der Insulinsekretion eine wichtige Rolle. Die Zelle wird durch Stimulatoren der Sekretion, wie Glucose und Tolbutamid, die den K+ATP-Kanal schließen, von -70 mV auf -40 mV depolarisiert. Diese Depolarisation führt zur Öffnung spannungsabhängiger Ca2+-Kanäle. Dadurch strömt Ca2+ in die Zelle. Dies spiegelt sich in regelmäßigen Aktionspotentialen wider und führt zu einer Erhöhung der cytosolischen Ca2+-Konzentration, was die Insulinsekretion aktiviert. Die Aktionspotentiale werden durch die Öffnung von K+-Kanälen beendet, die Zelle repolarisiert, der Ca2+-Einstrom und die Insulinsekretion werden gestoppt. Auch Inhibitoren der Sekretion repolarisieren die Zelle und hemmen den Ca2+Einstrom. Mit der bereits begonnenen Studie soll die Expression von K+- und Ca2+-Kanälen und ihre Rolle bei der Regulation der Insulinsekretion untersucht werden. Wir konnten ein neues Kanalprotein in Mausinseln, wie auch in INS-1 Zellen, nachweisen: den von Herzmuskelzellen bekannten KCNQ1. Da die pharmakologische Hemmung dieses Kanals zu einer Verlängerung der Aktionspotentiale und zu einer Erhöhung der Insulinsekretion führt, dürfte dieser Kanal eine wichtige Rolle in der ß-Zelle spielen. Mit den geplanten Experimenten soll die molekulare Zusammensetzung und die Regulation des KCNQ1-Kanals analysiert werden. Weiterhin sollen die durch Hemmstoffe der Insulinsekretion ausgelösten repolarisierenden Mechanismen untersucht werden.