Calcitonin

Calcitonin ist ein Peptidhormon, das bei Vögeln aus den Ultimobranchialkörpern se-zerniert wird (COPP et al. 1967) und durch eine Regulation der Knochenresorption

Abbildung 1: Relativer PTH-Plasma-Spiegel im Verlaufe eines Ovulationszyklus aus VAN DE VELDE et al. (1984)

Gemessen wurde über einen Zeitraum von 20 Stunden. Etwa 6 Stunden nach der Ovulation beginnt das frühe Stadium der Eischalenkalzifizierung, 22 Stunden nach der Ovulation ist die Eischalenkalzifizierung beendet. N-Zahlen variieren zwischen den Zeitpunkten (zwischen 1 bis 8).

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an der Ca-Homöostase beteiligt ist. Konzentrationsschwankungen von Calcitonin verändern die Aktivität von Osteoklasten, wobei hohe Konzentrationen die Knochen-resorption inhibieren (CHAMBERS u. MAGNUS 1982; DE VERNEJOUL et al. 1988;

HOFF et al. 2002). Eine Calcitonin-Sekretion wird über CaSR vermittelt (FELSENFELD u. LEVINE 2015) und entsteht als Reaktion auf eine Hypercalcämie;

somit stellt es einen Gegenpart zu PTH dar, welches bei Hypocalcämie aus der Ne-benschilddrüse sezerniert wird (HAROLD COPP et al. 1962). Interessanterweise füh-ren aber zumindest bei der Ratte beide Hormone zu einer gesteigerten füh-renalen Syn-these von 1,25(OH)2D3 (MURAYAMA et al. 1999), welches durch einen Feedback-mechanismus wiederum die Calcitonin- und PTH-Synthese hemmt (NAVEH-MANY u. SILVER 1988). SHINKI et al. (1999) konnten einen Abfall der VDR-mRNA durch Calcitonin nachweisen und nehmen an, dass Calcitonin für die Aufrechterhaltung einer physiologischen 1,25(OH)2D3-Konzentration in normocalcämischen Tieren ver-antwortlich ist. Die Entdeckung und Benennung des Calcitonins erfolgte in den 1960er Jahren durch verschiedene Studien an Säugetieren und es wurde damals schon als hypocalcämischer Faktor identifiziert (SANDERSON et al. 1960; COPP u.

CAMERON 1961; COPP et al. 1962).

BAIMBRIDGE u. TAYLOR (1980) führten eine Studie an Hühner-Embryonen durch und kamen zu der Schlussfolgerung, dass Calcitonin im Embryo eine Hypercalcämie verhindern soll, die durch Ca-Verschiebungen aus der Eischale zum Embryo zustan-de kommen könnte. Von NAKAYAMA et al. (2011b) wurzustan-de eine Wirkung von Calcito-nin auf den Hypophysenvorderlappen beschrieben, wodurch die ACTH-Sekretion und schließlich die Corticosteron-Sekretion aus der Nebennierenrinde stimuliert wer-den. Daneben konnten NAKAGAWA-MIZUYACHI et al. (2009) eine Rezeptor-Linganden-Interaktion in den adrenokortikalen Zellen detektieren, weshalb auch ein direkter Effekt von Calcitonin auf die Nebennierenrinde angenommen werden kann.

Es wurde ein direkter Zusammenhang zwischen ovarieller und adrenaler Aktivität bei geschlechtsreifen Vögeln entdeckt (BAJPAYEE u. BROWN 1972), sodass erhöhte Corticosteron-Werte für die Aufrechterhaltung der Legetätigkeit wichtig sein könnten (KOHNE u. JONES 1976). Die Calcitonin-Aktivität auf den Hypophysenvorderlappen nimmt 3 Stunden vor der Oviposition durch die Wirkung von 17-ß-Estradiol und

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gesteron, welche die Bindungsaffiniät des Calcitonin-Rezeptors erhöhen, zu (NAKAYAMA et al. 2011a). Zur gleichen Zeit sind auch erhöhte Corticosteron-Werte im Blut zu messen (NAKAYAMA et al. 2011a). Da jedoch bei ultimobranchialekto-mierten, legenden Hühnern keine signifikanten Veränderungen in der Ca-Homöostase zu beobachten sind (SPEERS et al. 1970) und Mäuse ohne Calcitonin-Gen physiologische Elektrolyt- und Hormonkonzentrationen aufweisen (HOFF et al.

2002), konnte die Bedeutung des komplexen Wirkungsmechanismus noch nicht voll-ständig erfasst werden.

13 2.2 Transzellulärer Ca-Transport

Der Ca-Transport über ein Epithel (z.B. Darm oder Eischalendrüse) kann trans- oder parazellulär stattfinden. Der parazelluläre Transport erfolgt passiv durch tight junc-tions, welche im Interzellularraum für eine enge Verbindung der Epithelzellen ver-antwortlich sind, und ist von einem elektrochemischen Gradienten abhängig (s. Kapi-tel 2.3). Somit wird Ca²⁺ direkt zwischen zwei Kompartimenten ausgetauscht, wäh-rend Ca²⁺ bei dem transzellulären Weg über mindestens zwei Zellmembranen trans-portiert wird (HOENDEROP et al. 2005a). Hierbei tritt Ca²⁺ über Ionenkanäle ein, wird intrazellulär an Calbindine gebunden und so durch die Zelle transportiert, bis es auf der gegenseitigen Membran durch Ionenpumpen und Ionenaustauscher aktiv ausgeschleust wird. Dieser aktive Transport ist auch gegen einen transepithelialen Gradienten möglich. Die Mechanismen sind in Abbildung 2 schematisch dargestellt.

Abbildung 2: Modell der Ca²⁺-Absorption im Intestinaltrakt der Legehennen aus STAHL (2013) CaBPD28k = Calbindin D28k, NXC = Na⁺/Ca²⁺-Austauscher, PMCA = Plasmamembranständige Ca²⁺-ATPase, TRPV6 = transient receptor potential channel vanilloid-subfamily-member 6

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Neben diesen Vorgängen kann Ca²⁺ auch via Transcaltachia durch die Zelle trans-portiert werden (s. Kapitel 2.2.5). Dies ist ein schneller vesikulärer Transportprozess, bei dem Ca²⁺ durch Endo- und Exozytose die Zellmembranen passiert. Es ist be-kannt, dass die duodenale Ca²⁺-Absorption durch die Wirkung von 1,25(OH)2D3 zu Beginn der Eiproduktion ansteigt und dass diese durch eine alimentäre Ca-Restriktion noch weiter gesteigert werden kann (HURWITZ et al. 1973; BAR et al.

1984). Eine Ca-Restriktion und eine damit einhergehende erhöhte 1,25(OH)2D3 -Synthese hat jedoch keinen direkten Effekt auf den Ca²⁺-Transport in der Eischalen-drüse (BAR et al. 1978), sodass vermutlich unterschiedliche Regulationsmechanis-men den epithelialen Ca²⁺-Transport in den beiden Organen bestimmen.

2.2.1 TRPV6 im Darm und in der Eischalendrüse

Der Ca²⁺-Influx in die Zelle findet entlang eines elektrochemischen Gradienten statt, da die Zelle negativ geladen ist und die Ca²⁺-Ionen positiv sind. Durch die niedrige intrazelluläre Ca²⁺-Konzentration entsteht ein 10 000-facher Konzentrationsgradient, durch den kein Energieaufwand für den Ca²⁺-Transport in die Zelle hinein notwendig ist (PENG et al. 2003; JONCHÈRE et al. 2012). Sowohl im Darm auf der apikalen (BOUILLON et al. 2003; PENG et al. 2003), als auch in der Eischalendrüse auf der basolateralen Membran (JONCHÈRE et al. 2012) konnte der transient receptor po-tential vanilloid channel type 6 (TRPV6) als ein Ca-Kanal beim Geflügel identifiziert werden. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass TRPV5 vorwiegend in renalem Ca²⁺-Transport involviert ist, wohingegen TRPV6 für die duodenale Ca-Absorption verantwortlich ist (PENG et al. 2003). Im Legedarm kommt TRPV6 auf der basolate-ralen Membran vor und wird in der Eischalendrüse, wo die Eischalenkalzifizierung stattfindet, im Vergleich zum Magnum vermehrt exprimiert (JONCHÈRE et al. 2012).

Die Regulation von TRPV6 wurde bisher nur am Säugetier in ausreichendem Maße erforscht. SCHOEBER et al. (2007) teilen die Regulationsmechanismen in zwei Ka-tegorien ein: Auf transkriptionaler und translationaler Ebene werden TRPV5 und TRPV6 durch Vitamin D, PTH und Östrogene reguliert, wohingegen die Kanalaktivität vom pH-Wert und von der Ca²⁺-Konzentrationen abhängig ist. Die Ca²⁺-abhängige

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Regulation der Aktivität wird über den ubiquitär vorkommenden Ca²⁺-Sensor Calmo-dulin vermittelt, welcher an die spezifische Bindungsdomäne des TRPV6 binden kann (LAMBERS et al. 2004). Bei hohen intrazellulären Konzentrationen von freiem Ca²⁺ wird der Ca²⁺-Influx auf diese Weise durch Calmodulin blockiert (VAN CROMPHAUT et al. 2001; PENG et al. 2003). Dieses negative Feedback wird größ-tenteils durch Calbindine verhindert, die sich in direkter Nachbarschaft der Kanäle befinden, Ca²⁺-Ionen binden und so für einen kontinuierlichen Ca²⁺-Einstrom sorgen (HOENDEROP et al. 2005a).

Durch eine Studie an Ratten konnte erstmals aufgezeigt werden, dass die Ca²⁺-Kanäle im Duodenum durch einen second messenger pathway aktiviert werden können (MASSHEIMER et al. 1994). Hierbei führt 1,25(OH)2D3 innerhalb von 1 - 10 min dosisabhängig zu einem erhöhten Ca²⁺-Influx.

Abbildung 3: Modell über den Mechanismus, wie 1,25(OH)2D3 über CaT1 (= TRPV6) und Calbin-din D9k den Ca²⁺-Einstrom reguliert, aus PENG et al. (2003)

In Abwesenheit von 1,25(OH)2D3 sind die und Calbindin-Spiegel niedrig. Bei offenem CaT1-Kanal strömt Ca²⁺ ein und erhöht die intrazelluläre Ca²⁺-Konzentration, wodurch Calmodulin an den Kanal bindet und ihn schließt. In Anwesenheit von 1,25(OH)2D3 hält eine erhöhte Synthese von Calbindin und somit Bindung von Ca²⁺ die intrazelluläre, freie Ca²⁺-Konzentration gering. Hierdurch und durch eine erhöhte Expression von CaT1-Kanälen ist der Ca²⁺-Flux erhöht.

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Die Regulation der TRPV-Expression erfolgt durch Vitamin D. Einer Studie zufolge konnte eine signifikante Abnahme (> 90 %) der mRNA-Expression des TRPV6 bei VDR-KO Mäusen detektiert werden; bei Wildtypen konnte durch Injektion mit 1,25(OH)2D3 ein Anstieg der mRNA-Expression beobachtet werden (VAN CROMPHAUT et al. 2001). In der Niere von Vitamin D3-defizitären Ratten konnten sowohl die mRNA- als auch die Proteinexpression des TRPV5 durch 1,25(OH)2D3-Applikation gesteigert werden (HOENDEROP et al. 2001). Auch die TRPV6-Expression nahm im Dünndarm von Schafen durch eine Behandlung mit 1,25(OH)2D3 auf mRNA- und Proteinebene zu (WILKENS et al. 2011). Der Ca²⁺ -Einstrom in Abhängigkeit der 1,25(OH)2D3-Konzentration ist in Abbildung 3 darge-stellt. Auch apikales H⁺ hat einen Einfluss auf die intrazelluläre Ca-Konzentration, da es zu einem pH-Wert Abfall führt, wodurch der Ca²⁺-Einstrom gehemmt wird (BINDELS et al. 1994).

Durch verschiedene Studien konnte gezeigt werden, dass auch Östrogene einen po-sitiven Effekt auf die TRPV6-Expression haben. So konnte eine Behandlung mit 17-β-Estradiol sowohl bei ovariektomierten Ratten, als auch bei 1-α-Hydroxylase KO-Mäusen die duodenale TRPV6-Expression erhöhen (VAN ABEL et al. 2003).

WEBER et al. (2001) konnten diese Ergebnisse jedoch nicht bestätigen und gehen deshalb von einer Regulation durch die extrazelluläre Ca²⁺-Konzentration aus. VAN ABEL et al. (2003) unterstützen diese These, denn sie führten ein Experiment mit einer Ca-reichen Diät durch und konnten eine gesteigerte TRPV6-Expression, sowie erhöhte Ca-Gehalte im Serum nachweisen.

Die Rolle von PTH für die Expression der TRPVs konnte bisher vor allem in Bezug auf TRPV5 festgestellt werden. Nach einer Parathyreoidektomie bei Ratten ging der abnehmende PTH-Spiegel im Blut mit einer Abnahme der renalen TRPV5-Konzentration und des Serum-Ca-Spiegels einher, welche beide durch PTH-Supplementierung wieder zugenommen haben (HOENDEROP u. BINDELS 2005b). YANG et al. (2013) konnten außerdem einen Zusammenhang zwischen PTH und TRPV6 in der Eischalendrüse bei Hennen feststellen: Während der Eischalen-kalzifizierung nahm sowohl die PTH-Konzentration im Plasma als auch die uterine

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TRPV6-Genexpression zu. Diese Autoren konnten zudem durch immunohistochemi-sche Studien den TRPV6 auf der apikalen Membran in der Eischalendrüse nachwei-sen, was vermuten lässt, dass dieser Kanal am aktiven Transport von Ca²⁺ in das Lumen der Eischalendrüse involviert ist. Im Gegensatz dazu konnten JONCHÈRE et al. (2012) keine Modulation der TRPV6-Expression durch eine stattfindende Eischa-lenkalzifizierung nachweisen. Diese Autoren vermuten außerdem, dass sich der Ka-nal auf der basolateralen - nicht auf der apikalen - Membran befindet, über die das Ca²⁺ von dem Blut in die Zelle strömt.

Die Ergebnisse einer Dissertation von STAHL (2013) weisen jedoch darauf hin, dass noch keine validen Methoden zur Untersuchung der TRPV6-Expression bei Hühnern existieren. Unter Verwendung der gleichen Primer wie JONCHÈRE et al. (2012) konnte keine ausreichende RNA-Expression nachgewiesen werden, um eine Aus-wertung vorzunehmen. Auch die Proteinexpression blieb bei Verwendung des glei-chen primären Antikörpers wie bei YANG et al. (2013) ergebnislos. Eine deutliche Bande, die nach Inkubation bei 100 kDa, anstatt bei den erwarteten ca. 80 kDa er-schien, erwies sich nach Sequenzierung als Hitzeschockprotein und nicht als TRPV6. Auch in einer anderen Studie konnte keine TRPV6-RNA im Darm von Hüh-nern nachgewiesen werden, dafür wurden calcium voltage-gated channel subunit alpha 1 C (CaCNA1C) und subunit alpha 1 D (CaCNA1D) hoch exprimiert (GLOUX et al. 2018). Die Autoren vermuten, dass diese Gene die Abwesenheit von TRPV6 kompensieren und für einen apikalen Ca-Einstrom sorgen.

2.2.2 Calbindin D28k im Darm und in der Eischalendrüse

Calbindine sind Proteine, die Ca²⁺ binden und die Ionen vermutlich durch die Epithel-zelle transportieren (Wassermann, Taylor, 1968; Bar 1973b). Durch die Proteinbin-dung bleibt zudem die intrazelluläre Konzentration von freien Ca-Ionen gering, so-dass die physiologische Funktion von second messenger-Systemen nicht beeinflusst wird. Bei Vögeln kommt hauptsächlich nur Calbindin D28k vor, im Gegensatz zu Säu-getieren, in deren Darm vorwiegend Calbindin D9k zu finden ist (HUNZIKER 1986;

WASSERMAN et al. 1991). Calbindin D28k kann bis zu vier Ca²⁺-Ionen binden, aber

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auch andere zweiwertige Kationen (z.B. Zn²⁺), durch welche die Ca²⁺-Bindungsfähigkeit gestört werden kann (OMAR et al. 2016). Die Transportfunk-tion kann angenommen werden, da die KonzentraTransportfunk-tion von Calbindin positiv mit dem Ca²⁺-Transport in der Zelle korreliert (WASSERMAN u. TAYLOR 1968; BAR et al.

1992). Im Darm lässt die Höhe der Calbindin-Expression deshalb auf die Absorpti-onsrate von Ca schließen (CORRADINO et al. 1968b). Bei Hühnern sind die Kon-zentrationen in den proximalen Dünnarmabschnitten höher als in den distalen, was darauf hinweist, dass die aktive Ca-Absorption in proximalen Bereichen am höchsten ist (WASSERMAN u. TAYLOR 1968; SUGIYAMA et al. 2007).

2.2.2.1 Regulation in der Niere und im Darm

In der Niere und in dem Darm werden Calbindine durch 1,25(OH)2D3 reguliert (HUNZIKER 1986; CRAVISO et al. 1987), welches durch Bindung an einen VDR im Zellkern die mRNA-Synthese stimuliert, die wiederum für das Protein kodiert (TAYLOR u. WASSERMAN 1967; BAR 2008). Zwischen der Plasmakonzentration von 1,25(OH)2D3 und intestinalem Calbindin besteht somit eine enge Korrelation (BAR u. HURWITZ 1979a; NYS et al. 1992a), die auf transkriptionaler Ebene regu-liert wird (SIEBERT et al. 1982). Die nukleäre Wirkung von 1,25(OH)2D3 konnte auch durch eine Studie mit Actinomycin D verdeutlicht werden, denn dieses Zytostatikum konnte durch Bindung an die DNA und Blockierung der RNA-Synthese die intestinale Calbindin-Synthese verhindern (CORRADINO u. WASSERMAN 1968a).

2.2.2.2 Regulation im Darm in Abhängigkeit von dem Reproduktionsstatus

Die Regulation der Calbindin-Expression unterscheidet sich bei Hennen abhängig von ihrer Reife. Die Geschlechtsreife und der Beginn der Legetätigkeit bewirken im Darm eine erhöhte mRNA- und Proteinexpression und somit Ca-Absorption (HURWITZ et al. 1973; MONTECUCCOLI et al. 1977; NYS et al. 1992a). Dies ist mit ansteigenden Konzentrationen von Sexualhormonen und Vitamin D-Metaboliten as-soziiert (MONTECUCCOLI et al. 1977; CASTILLO et al. 1979; NYS et al. 1992a).

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Dabei führt der erhöhte Östrogen-Spiegel kombiniert mit dem zirkulierenden Testos-teron zu einer Stimulation der renalen 1-α-Hydroxylase, was wiederum zu einer er-höhten 1,25(OH)2D3-Synthese führt (NYS et al. 1992a). Hierbei potenziert Testoste-ron Östrogen. Mit Östrogen alleine können keine so starken Anstiege von 1,25(OH)2D3 und somit auch von Calbindin erreicht werden (WASSERMAN u.

TAYLOR 1968; NYS et al. 1992a). Es ist jedoch noch unklar, ob es neben den Sexu-alhormonen noch andere Faktoren gibt, die zu einer 1,25(OH)2D3-Synthese führen.

Bei legenden Hennen spielt lediglich Vitamin D eine wesentliche Rolle, da in Abwe-senheit von Vitamin D kein Anstieg der Proteinexpression beobachtet werden kann, auch wenn diese Hennen mit Östrogen und Testosteron behandelt wurden (NYS et al. 1992a). Wird während einer Kalzifizierung vermehrt Ca²⁺ benötigt, sinken zu-nächst die Plasma-Ca-Spiegel, es kommt zu einer regulativen Erhöhung der 1,25(OH)2D3-Konzentration und die Proteinexpression steigt (NYS u. DE LAAGE 1984a). Die höchsten 1,25(OH)2D3-Konzentrationen sind direkt vor und während der Eischalenkalzifizierung nachzuweisen (CASTILLO et al. 1979). Allerdings zeigt eine aktuelle chinesische Studie, dass Östrogen auch bei Legehennen einen Effekt haben kann, da bei einem iatrogenen Östrogendefizit eine signifikante Abnahme an duo-denaler Calbindin mRNA-Expression zu beobachten ist (LI et al. 2018).

Wird die Eischalenkalzifizierung inhibiert, nehmen die Plasma-1,25(OH)2D3-Konzentration und die Calbindin-Expression im gesamten Dünndarm signifikant ab. Bei zusätzlicher 1,25(OH)2D3-Injektion erreicht die Calbindin-Expression jedoch die Werte der Kontrolltiere (NYS u. DE LAAGE 1984a; NYS et al.

1992a). Eine Legepause führt zu einer ähnlichen Abnahme von 1,25(OH)2D3 und Calbindin (MONTECUCCOLI et al. 1977).

2.2.2.3 Regulation in der Eischalendrüse

In der Eischalendrüse führt 1,25(OH)2D3 nach Etablierung der Legetätigkeit zu kei-nen signifikanten Veränderungen (NYS et al. 1989), da weder endogenes, noch exo-genes 1,25(OH)2D3 einen Effekt auf die Calbindin-Konzentration hat (NYS et al.

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1989; BAR et al. 1990). Eine regulative Rolle kann aber laut OHIRA et al. (1998) nicht ausgeschlossen werden, da eine Injektion von 1,25(OH)2D3 in das Lumen der Eischalendrüsen zur Zeit der Kalzifizierung zu einer höheren Calbindin-Expression führt. Allerdings sind bei einer Ca-defizitären Fütterung, die zu einer gesteigerten 1,25(OH)2D3-Synthese führt, keine Veränderungen (BAR et al. 1978; NYS et al.

1989) bzw. sogar Abnahmen (BAR et al. 1984; NYS et al. 1992b) der Calbindin-Expression in der Eischalendrüse zu beobachten.

Es gibt Hinweise darauf, dass die Regulation durch den Ca²⁺-Flux selbst stattfindet, etwa über einen second messenger pathway (NYS et al. 1992b), und somit abhängig von der Ca²⁺-Konzentration im Plasma ist (WASSERMAN u. TAYLOR 1968; NYS et al. 1989; BAR et al. 1992). Pausiert die Legetätigkeit natürlicherweise, sind deutliche Abnahmen in der mRNA- und Proteinexpression zu beobachten, während 1,25(OH)2D3 unverändert bleibt (WASSERMAN u. TAYLOR 1968; BAR et al. 1978;

BAR et al. 1990a; BAR et al. 1992). Auch eine Inhibition der Eischalenkalzifizierung durch Acetazolamid (BAR et al. 1992) oder eine frühzeitige Oviposition (NYS et al.

1992b; IEDA et al. 1995) führen zu einer starken Verminderung der mRNA-Expression. Östrogen hat hier keinen Einfluss, es führt lediglich zu Beginn der Ge-schlechtsreife zu einer erhöhten Calbindin-Expression in der Eischalendrüse (NYS et al. 1992b). Zu dieser Zeit stimuliert FSH das Wachstum der Follikel, die wiederum Östrogen produzieren (BAIN et al. 2016). Dieses Hormon führt zu einem Wachstum des Legedarms und der Eischalendrüse, was mit einer steigenden Calbindin-Expression assoziiert ist (NYS et al. 1992b). Dies ist auch durch eine Injektion des Hormons bei unreifen Hennen induzierbar, was durch eine kombinierte Injektion mit Testosteron noch zu einer weiteren Steigerung führt (NYS et al. 1986c). Während die mRNA- und Proteinexpression in der Eischalendrüse während der Geschlechtsreife nur geringfügig ansteigt, findet erst ein deutlicher Anstieg mit Beginn der Legetätig-keit bzw. mit Kalzifizierung des ersten Eis statt (WASSERMAN u. TAYLOR 1968;

NYS et al. 1989; BAR et al. 1992).

Studien zufolge bleibt die Proteinexpression während eines Legezyklus weitestge-hend konstant, während die mRNA-Expression starke Schwankungen aufweist, die

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mit der Eischalenkalzifizierung assoziiert sind (NYS et al. 1989; BAR et al. 1992;

IEDA et al. 1995). Die niedrigsten Werte sind 4 Stunden post ovulationem zu finden und die höchsten während der Kalzifizierung, nämlich 12 und 18 Stunden nach der Ovulation (NYS et al. 1989, YANG et al. 2013). Diese Divergenz zwischen mRNA- und Proteinexpression bei etablierter Legetätigkeit lässt auch auf eine post-transkriptionale Regulation von Calbindin in der Eischalendrüse schließen (NYS et al.

1989). Unterschiede zwischen den Expressionen können aber auch aus verschiede-nen Halbwertzeiten resultieren, denn die des Proteins überdauert mit 1 bis 2 Tagen die der mRNA deutlich (NYS et al. 1989; BAR et al. 1992). Eine Studie von BAR et al. (1984) konnte außerdem aufzeigen, dass die Calbindin-Expression bei Hennen, die schwere Eischalen produzierten, größer ist als bei denen, die leichte produzier-ten. IEDA et al. (1995) verweisen auch auf die mechanische Stimulation durch das Ei selbst, da eine vorzeitige Eiablage zu einem verminderten Ca²⁺-Flux und zu einer reduzierten Genexpression führt.

Eine Regulation durch PTH ist unwahrscheinlich, da sowohl bei parathyreoidekto-mierten als auch bei nicht-parathyreoidektoparathyreoidekto-mierten Tieren die Calbindin-Expression in der Eischalendrüse zur Zeit der Kalzifizierung zunimmt (VAN DE VELDE et al.

1984; YANG et al. 2013).

2.2.2.4 Ca²⁺-abhängige Regulation im Darm

Auch im Darm wird eine zusätzliche Regulation durch die Ca²⁺-Konzentration ange-nommen: Wenn der Ca-Einstrom durch Blockierung der Ca²⁺-Kanäle verhindert wird, nimmt auch die intestinale Calbindin-Expression ab (SCHOEBER et al. 2007). Eine Ca-Restriktion im Futter führt zu niedrigeren Plasma-Ca-Spiegeln und im Gegensatz zu der Eischalendrüse zu einer höheren intestinalen Proteinexpression (BAR et al.

1979b; THEOFAN et al. 1987). Umgekehrt bedeutet dies, dass bei steigenden Ca-Gehalten des Futters und somit steigenden Plasma-Ca-Spiegeln das intestinale Calbindin und die Transportfähigkeit des Calbindins abnehmen (BAR u. HURWITZ 1979a; BAR et al. 1979b; THEOFAN et al. 1987). Dabei bleibt die mRNA-Expression im Darm in den Fütterungsgruppen unverändert, was auf einen post-transkriptionalen

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Effekt hindeutet, der durch veränderte Ca²⁺- und Pi-Werte im Blut hervorgerufen wer-den könnte, welche die Translation der mRNA oder die Umsatzrate des Proteins be-einflussen (THEOFAN et al. 1987; NYS et al. 1992a). Niedrige Ca-Gehalte im Futter führen somit zu einer höheren Absorptionsrate, die absolute Ca-Retention ist jedoch geringer als bei hohen Ca-Konzentrationen (SUMMERS et al. 1976).

2.2.2.5 Weitere Funktionen von Calbindin

Calbindine haben neben dem Ca²⁺-Transport vermutlich auch als Ca-Puffer eine Schutzfunktion für die Zelle (VAN CROMPHAUT et al. 2001; BOUILLON et al. 2003;

CHRISTAKOS et al. 2003; JONCHÈRE et al. 2012). Eine hohe cytosolische Kon-zentration von freiem Ca²⁺ kann zu einer zellulären Degeneration und Apoptose füh-ren (CHRISTAKOS et al. 2007). Darüber hinaus könnte Calbindin zur Stimulation der Ca²⁺-Ausschleusung aus der Zelle durch Bindung an die plasmamembranständige Ca²⁺-ATPase beitragen (BOUILLON et al. 2003). Es wird auch diskutiert, ob Calbin-din in der Niere den chemischen Gradienten für die Funktionsfähigkeit des TRPV5 aufrechterhält (LAMBERS et al. 2006).

2.2.3 PMCA im Darm und in der Eischalendrüse

Für die Ausschleusung von Ca²⁺ aus der Zelle heraus sind hauptsächlich zwei Transporter verantwortlich: eine plasmamembranständige Ca²⁺-ATPase (PMCA) und ein Na⁺/Ca²⁺-Austauscher (NCX) (BOUILLON et al. 2003; HOENDEROP et al.

2005a). Da der Transport gegen einen elektrochemischen Gradienten stattfindet (JONCHÈRE et al. 2012), ist Energieaufwand nötig, es handelt sich also um einen aktiven Transport. Die Isoformen der PMCAs (PMCA1-4) werden von vier unabhän-gigen Genen kodiert (HOENDEROP et al. 2005a). Durch splicing entstehen noch weitere Isoformen, sodass inzwischen über 30 verschiedene Isoformen entdeckt werden konnten (BOUILLON et al. 2003). Während PMCA2 und 3 gewebespezifisch

2005a). Da der Transport gegen einen elektrochemischen Gradienten stattfindet (JONCHÈRE et al. 2012), ist Energieaufwand nötig, es handelt sich also um einen aktiven Transport. Die Isoformen der PMCAs (PMCA1-4) werden von vier unabhän-gigen Genen kodiert (HOENDEROP et al. 2005a). Durch splicing entstehen noch weitere Isoformen, sodass inzwischen über 30 verschiedene Isoformen entdeckt werden konnten (BOUILLON et al. 2003). Während PMCA2 und 3 gewebespezifisch

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