Interacties van cadmium met het ionentransport in de nier

Abstract

Chronische blootstelling aan cadmium door inname van gecontamineerd voedsel en water of door inhalatie van cadmiumbevattend stof leidt uiteindelijk tot accumulatie van dit nietessentiële zware metaal in de nier. Cadmium induceert nefropathie, die gepaard gaat met een verstoorde reabsorptie en secretie ter hoogte van de renale tubuli. Tubulaire schade manifesteert zich via glucosurie, aminoacidurie, fosfaturie, hypercalciurie en proteïnurie, vergelijkbaar met het Toni-Debré-Fanconi syndroom. De mechanismen van cadmiumtoxiciteit in de renale tubulaire epitheelcellen zijn nog niet volledig opgehelderd. Verscheidene studies suggereren het optreden van directe interacties tussen cadmium en renale ionentransportsystemen. Dit stageproject beoogt de analyse van de directe invloed van cadmium op specifieke ionentransportsystemen in de apicale membraan van de distale en de proximale tubuli. In een eerste luik van het project wordt het epitheliaal Na+ kanaal van de rat (rENaC) tot expressie gebracht in Xenopus laevis oöcyten. De functionaliteit en activiteit van rENaC wordt geëvalueerd met behulp van de ‘two micro-electrode voltage clamp’ (TEVC) techniek. De invloed van cadmium op rENaC wordt getest door toevoeging van CdCl2 aan de extracellulaire oplossing in verschillende eindconcentraties. In een tweede deel van het project wordt er beoogd het volledig mRNA van de renale Na+/glucose cotransporter (SGLT2) van de muis te bekomen. Totaal RNA, geïsoleerd uit de corticale delen van muizennieren, fungeert als uitgangsmateriaal voor de cDNA synthese. Vervolgens wordt er met behulp van PCR en SGLT2-specifieke primers geprobeerd het volledige SGLT2 cDNA te amplificeren. Elektrofysiologische metingen aan oöcyten die rENaC tot expressie brengen, tonen aan dat het kanaal gereguleerd wordt door zowel intracellulair natrium als extracellulair cadmium. Nochtans hebben lage CdCl2 concentraties (0.010, 0.100 en 1 mM) geen invloed op rENaC, maar wordt een verhoogde activiteit van rENaC slechts geregistreerd vanaf een CdCl2 concentratie van 2.5 mM. Toxicologische effecten van cadmium ter hoogte van ENaC zijn bijgevolg van ondergeschikt belang. Cadmium kan wel dienen om de structurele eigenschappen van ENaC te analyseren.