Der suizidale Zelltod humaner Erythrozyten - Stimulation durch Sphingosin und Auswirkungen der biogenen Polyamine Spermin und Spermidin

Abstract

Erythrozyten zeigen eine spezielle Form des suizidalen Zelltods, die Eryptose. Kennzeichen der Eryptose sind Kalziumeinstrom, Zellschrumpfung sowie die Exposition von Phosphatidylserin. Sphingosin und Sphingosin-1-Phosphat (S1P) sind Sphingolipide, die als Signalmoleküle dienen. Sphingosin wirkt proapoptotisch, S1P schützt die Zelle vor Apoptose. Ceramid, ein Molekül, das im Zentrum des Sphingolipidmetabolismus steht, ist ein bekannter Trigger der Eryptose. Wichtige Funktionen der Zelle, wie Zellzyklus und Apoptose, werden durch die biogenen Polyamine Spermin und Spermidin beeinflusst. Sie können auch Ionenkanäle modifizieren. Zur Überprüfung einer möglichen Beeinflussung der Eryptose durch die Sphingolipoide Sphingosin und S1P sowie die biogenen Polyamine Spermin und Spermidin wurden Experimente durchgeführt. Sphingosin führt zu einer Erhöhung der intrazellulären Kalziumkonzentration, einer Verringerung des Zellvolumens und zu gesteigerter Eposition von Phosphatidylserin. S1P bewirkt keine dieser Veränderungen. Sphingosin ist, im Gegensatz zu S1P, ein potenter induktor der Eryptose. Auf Basis der Versuche mit biogenen Polyaminen kann vermutet werden, dass Spermin und Spermidin in geringen Konzentrationen vor Eryptose schützen.

The suicidal death of erythrocytes is called eryptosis. Eryptosis is characterized by calcium entry as well as cell shrinkage and phosphatidylserine exposure. Sphingosine and sphingosine-1-phopsate (S1P) are sphingolipids with signaling functions. Sphingosine triggers apoptosis whereas S1P has antiapoptotic effects. In the metabolism of sphingolipids Ceramid is an important molecule. This molecule is well-known for its function as an trigger of eryptosis. Important cellular functions like cell cycle and apoptosis are influenced by spermine and spermidine, biogenic polyamines. Those polyamines are also able to alter ion channels. The present study analysed the effects on eryptosis due to the sphingolipids sphingosine and S1P as well as the biogenic polyamines spermin and spermidine. Sphingosine increases intracellular calcium level, decreases cell volume and increases phosphatidylserin-exposure. In regard to S1P none of those transformations can be noticed. This results show that Sphingosine- but not S1P- is a relevant inducer of eryptosis. Based on the experiments with polyamines it can be assumed that low concentrations of spermin and spermidine are able to protect the cell from eryptosis.