Pathofysiologie en functionele betekenis van apicale membraanverstoring tijdens ischemie
De karakteristieke structuur van gepolariseerde proximale tubulus cellen is drastisch veranderd bij het optreden van ischemisch acuut nierfalen. Onderscheidende apicale borstelgrens microvilli verstoring treedt snel en in een duur-afhankelijke mode. Microvillemembranen internaliseren in het cytosol van de cel of worden als blebs in het lumen uitgestoten. De microvillaire actinekern valt uiteen samen met of voorafgaand aan deze membraanveranderingen. Actine en de daarmee verbonden bindingsproteïnen werken niet langer samen om de sterk gereguleerde apicale membraanstructuren te vormen die nodig zijn voor microvilli. De resulterende epitheelcellen hebben een gereduceerd apicaal membraanoppervlak dat noch structureel, noch biochemisch, noch fysiologisch gepolariseerd is. Bovendien resulteren de veranderingen in de apicale microvilli in tubulaire obstructie, verminderde Na+ absorptie, en verklaren gedeeltelijk de verminderde glomerulaire filtratiesnelheid. Recente gegevens suggereren dat deze door ischemie geïnduceerde veranderingen in de actine-oppervlakte membraan secundair zijn aan activering en verplaatsing van het actine-geassocieerde eiwit, actine depolymeriserende factor/cofiline, naar het apicale membraandomein. Geactiveerde (gedefosforyleerde) actine depolymeriserende factor/cofiline-eiwitten binden filamenteuze actine, waardoor de subunit sneller gaat lopen en de filamenten worden doorgesneden. Na activering verplaatst de diffuse cytoplasmatische distributie van de actine depolymeriserende factor/cofiline-eiwitten zich naar de luminale membraanbultjes. Tijdens het herstel worden de actine depolymeriserende factor/cofiline-eiwitten opnieuw gefosforyleerd en nemen hun normale diffuse cytoplasmatische lokalisatie weer aan. Dit bewijs ondersteunt sterk de hypothese dat actine depolymeriserende factor/cofiline eiwitten een belangrijke rol spelen bij ischemie-geïnduceerde schade in de proximale tubulus cellen.