Molecular action of aldosterone

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Abstract
Aldosterone stimulates the reabsorption of sodium across epithelial cells of various target tissues. The initial events in the molecular action of the mineralocorticoid are the following: (1) Diffusion of the steroid across the cellular (baso-lateral, serosal) plasma membrane into the cytoplasmic compartment. (2) Binding of the steroid to a receptor protein specific for the class of steroid and activation of this steroid-receptor-complex. (3) Translocation of the activated aldosterone-receptor complex to the nucleus and stimulation of RNA synthesis (including the synthesis of messenger RNA and ribosomal RNA). (4) Translation of the steroid-induced messenger RNAs at the ribosomal level into the aldosterone-induced proteins (AIP) within the cytoplasmic compartment. Whereas these induction steps are uniformly accepted, the mechanisms by which the AIPs increase the activity of a rate-limiting step in the sodium transport process are still object of debate. In this paper we discuss the initial events in the mode of action of aldosterone and the biochemical and physiological approaches to the aldosterone-induced proteins with special reference to the “sodium permease”, the “energy”, and the “sodium pump” theory. Our analysis shows that despite serious efforts by multiple laboratories, the first AIP with an established relationship to the mineralocorticoid actions of aldosterone is yet to be identified. Aldosteron stimuliert den aktiven Natrium-Transport in verschiedenen epithelialen Zielorganen. Die initialen molekularen Abläufe sind: (1) Passive Diffusion des Mineralokortikoids von der basolateralen (serösen) Zellseite in das Cytoplasma der Zelle. (2) Bindung des Steroids an spezifische cytoplasmatische Rezeptorproteine mit anschließender Aktivierung des Steroid-Rezeptor-Komplexes. (3) Translokation dieses aktivierten Komplexes zum Nucleus der Zelle und Stimulation der RNS-Syntheses (einschließlich der Synthese von ribosomaler und „messenger“ RNS). (4) Synthese der Aldosteron-induzierten Proteine im Cytoplasma der Zelle. Während diese initialen molekularen Abläufe ausreichend empirisch belegt sind und allgemein akzeptiert werden, besteht weiterhin Unklarheit darüber, wie die Aldosteron-induzierten Proteine die Natrium-Resorption in epithelialen Zielorganen steigern können. In dieser Arbeit werden zunächst die initialen molekularen Mechanismen der Aldosteron-Wirkung diskutiert. Es folgt eine kritische Analyse der bisher erarbeiteten Theorien zur Bedeutung der AIP im Rahmen der Natrium-Regulation in epithelialen Organen. Diese Analyse berücksichtigt sowohl die biochemischen als auch die physiologischen Untersuchungsergebnisse und zeigt, daß trotz zahlreicher Fortschritte die Frage, wie die AIP den Natrium Transport stimulieren, weiterhin unklar bleibt.

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