Zeitschrift für klinische und experimentelle Ophthalmologie
Offener Zugang

Abstrakt

Connexin in der Linsenphysiologie und Kataraktbildung

Mauricio A. Retamal, Carmen G. León-Paravic, Christian A. Verdugo, Constanza A. Alcaino, Rodrigo Moraga-Amaro und Jimmy Stehberg

Connexine sind eine Proteinfamilie, die Halbkanäle bildet, die das Zytoplasma mit dem extrazellulären Raum verbinden. Wenn zwei Halbkanäle [jeweils einer von zwei benachbarten Zellen] in Kontakt kommen, bilden sie einen Gap Junction-Kanal, der das Zytoplasma benachbarter Zellen verbindet. Die molekularen Mechanismen, die das Öffnen und Schließen sowohl funktioneller Halbkanäle als auch Gap Junction-Kanäle steuern, sind noch immer Gegenstand intensiver Forschung. Die Linse ist eine transparente Struktur im vorderen Augenabschnitt, die für normales Sehen entscheidend ist. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Licht zu brechen und es auf die Netzhaut zu fokussieren. Für diese Funktion benötigt die Linse eine hohe Transparenz und Homogenität, die dadurch erreicht wird, dass sie avaskulär ist, um Lichtstreuung zu vermeiden. Um den Mangel an Blutgefäßen auszugleichen, haben Linsenzellen interzelluläre Verbindungen, die durch Gap Junction-Kanäle gebildet werden und einen passiven Fluss von Nährstoffen und Metaboliten durch die gesamte Linse ermöglichen. Katarakte werden durch die Opazität der Linse verursacht, sodass weniger Licht die Netzhaut erreicht. Neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Funktionsstörung der Gap Junction-Kanäle und Halbkanäle zur Bildung von Katarakten führen kann. Hier überprüfen wir die allgemeinen Eigenschaften von Gap Junction-Kanälen und Hemikanälen. Anschließend zeigen wir die Rolle dieser Kanäle in der Linsenphysiologie und der Kataraktbildung, wobei wir uns auf Nagetiermodelle konzentrieren, denen bestimmte Connexin-Gene fehlen, und auf einzelne Punktmutationen beim Menschen, die mit einer Funktionsstörung der Hemikanäle in Zusammenhang stehen. Abschließend stellen wir die Frage, wie Umweltfaktoren die Aktivität der Hemikanäle und Gap Junctions beeinflussen und dadurch die Kataraktbildung auslösen oder beschleunigen können, indem wir die Beweise diskutieren, die molekulare Veränderungen (d. h. Phosphorylierung und Oxidation) von Gap Junction-Kanälen und Hemikanälen mit der Kataraktbildung in Verbindung bringen.