Zellpolarität im Herz-Kreislauf-System - Haller, Christlieb; Kübler, Wolfgang (Zeitschrift für Kardiologie, 1999)
Die Bedeutung der Zellpolarität als fundamentales biologisches Prinzip wird im Herz-Kreislauf-System zunehmend erkannt. Nicht nur die Embryonalentwicklung des Herzens und der Gefäße ist auf polare Zellprozesse zurückzuführen, sondern auch im erwachsenen Organismus beruhen spezifische Endothelfunktionen, wie die Trennung von intra- und extravaskulärem Kompartiment und der vektorielle Stoffaustausch zwischen diesen Räumen, auf der Polarität der Endothelzellen. Spezialisierte interzelluläre Kontakte trennen funktionell und strukturell verschiedene luminale und abluminale Endothelzelloberflächen. Die luminale Plasmamembran ist in direktem Kontakt mit dem Blut und wirkt bei der Regulation der Hämostase mit. Die abluminale Membran verankert die Endothelzelle auf der Basalmembran und trägt durch Freisetzung vasoaktiver Mediatoren zur Durchblutungsregulation bei. Aus epithelialen Modellsystemen ist bekannt, daß die polare Organisation der Zellmembran durch Proteinsortierung im trans-Golgi-Netzwerk und geregeltem Transport an die Zelloberfläche entsteht. Die polare Verteilung der Membranproteine wird durch ihre Verankerung mit dem Zytoskelett und die Begrenzung der lateralen Diffusion durch interzelluläre “tight junctions” aufrechterhalten. Störungen der Zellpolarität können zur Pathogenese von Krankheiten beitragen, z. B. dem ischämischen oder durch Röntgenkontrastmittel bedingten akuten Nierenversagen. Dem intrazellulären Cholesterin kommt eine Bedeutung beim Proteintransport vom trans-Golgi-Netzwerk zur apikalen Zellmembran zu. Diese Funktion des intrazellulären Cholesterins könnte auf einen Zusammenhang zwischen Arteriosklerose und Zellpolarität hinweisen. Bei gentherapeutischen Behandlungsstrategien ist die Polarität des Endothels zu berücksichtigen, da neben der effizienten Expression des gewünschten Genprodukts auch seine zelluläre Lokalisation bzw. Sekretion in das Zielkompartiment für den Therapieerfolg ausschlaggebend sein dürfte. Diese Beispiele verdeutlichen - am Beispiel des Endothels - die zellbiologische und potentiell auch klinische Bedeutung der Zellpolarität im kardiovaskulären System.