Department für Humanmedizin
Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie
Erforschung der Nierenfunktion & Lehre für Studierende der Medizin und Zahnmedizin
Schwerpunkt des Lehrstuhls für Physiologie und Pathophysiologie ist es, die Nierenfunktion bei gesunden und kranken Personen zu erforschen. Die Forschung beinhaltet innovative Projekte der molekularen und zellulären Physiologie und Pathophysiologie sowie der molekularen Medizin, die wir mit modernsten Methoden erforschen.
Der Lehrstuhl ist ausgezeichnet durch nationale und internationale Kooperationen und Drittmittelförderung, zum Beispiel durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Aktuelle molekulare und zelluläre Forschungsansätze sollen helfen Nierenkrankheiten unterschiedlicher Genese zu verstehen und zu therapieren.
In der Lehre nehmen wir mit Studierenden der Medizin und der Zahnmedizin die gesamte Physiologie und Pathophysiologie des Menschen in den Blick: Wie funktioniert der menschliche Organismus und was passiert bei Erkrankungen? Zudem vermitteln wir Aspekte der molekularen Medizin.
Lehrstuhlinhaber
Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat.
Vladimir Todorov
Lehrstuhlinhaber
Fakultät für Gesundheit (Department für Humanmedizin) | Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie
stellv. Sprecher
Fakultät für Gesundheit (Department für Humanmedizin) | Zentrum für Biomedizinische Ausbildung und Forschung
Stockumer Str. 12
58453 Witten
Forschung
Zellnischen mit Progenitorfunktion
Am Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie betreiben wir Grundlagenforschung mit klinischem Bezug. Das Ziel der Forschung ist es, Zellnischen innerhalb und außerhalb der Nieren zu charakterisieren, die eine potenzielle Progenitorfunktion aufweisen. Die Progenitorfunktion beschreibt die Fähigkeit bestimmter Zellen, sich zu teilen und in verschiedene spezialisierte Zelltypen zu entwickeln.
Zellnischen mit Progenitorfunktion halten den Körper gesund; wenn sie nicht richtig funktionieren, führen sie jedoch zu Krankheiten oder Tod. Wir wollen die Mechanismen der Zelldifferenzierung und des Zellüberlebens besser verstehen und nehmen dazu auch die inneren und äußeren Faktoren in den Blick, die den Prozess beeinflussen.
Untersuchung von Reninzellen
Die Arbeitsgruppe Todorov befasst sich mit dem Gebiet der integrativen Physiologie und Pathophysiologie unter Beteiligung von nationalen und internationalen Kooperationspartnern. Die wissenschaftlichen Projekte fokussieren sich auf die folgenden Themen:
- Relevanz der Reninzellen für die funktionelle und strukturelle Integrität der Niere mit Schwerpunkt auf dem renalen Gefäßsystem und Interaktionen mit dem Immunsystem. Reninzellen sind spezialisierte Zellen in den Nieren, die das Enzym Renin produzieren. Renin spielt eine wichtige Rolle im Renin-Angiotensin-Aldosteron-System, das den Blutdruck im Körper reguliert.
- Neuartige Funktion der Reninzellen als Progenitor-Zellnische sowohl in der Niere als auch in weiteren Organen: Rolle bei der Reparatur nach Organschaden und Aging; Interaktion mit Immunzellen
- Untersuchung der Rolle der molekularen und zellulären Mechanismen der Embryogenese als Vorlage für neuartige Konzepte zur Zell- und Geweberegeneration im erwachsenen Organismus
- Regulation der Endothel-Regeneration und Permeabilität
- Reparaturmechanismen bei der Diabetischen Nephropathie
Wasser aus dem Urin zurück in den Körper holen
Die Arbeitsgruppe Edemir beschäftigt sich mit den zellulären und molekularen Mechanismen in den Nieren, die für die Produktion eines konzentrierten Harns verantwortlich sind. Die Feinregulation der Wasserrückresorption erfolgt in den renalen Sammelrohren und über Vasopressin hormonell reguliert. Vasopressin induziert den Einbau von Aquaporin-2 haltigen Vesikeln in die apikale Plasmamembran und erhöht somit die Wasserleitfähigkeit.
Ein Forschungsschwerpunkt besteht darin die Signaltransduktionsmechanismen der Aquaporin-2 Translokation weiter aufzuschlüsseln und dabei mögliche alternative Signalwege zu identifizieren. Die treibende Kraft für die Wasserrückresorption ist ein osmotischer Gradient. In den Nieren herrscht ein kortiko-medullärer osmotischer Gradient. Diese stellt nicht nur die treibende Kraft für die Kraft für die Wasserrückresorption dar, sondern vermittelt auch ein spezifisches Genexpressionsprofil.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit den Faktoren, die das spezifische Genexpressionsprofil vermitteln. So wird untersucht, welchen Einfluss der Transkriptionsfaktor NFAT5, auch bekannt als TonEBP, auf die Genexpression in den Nieren hat.
Auswirkungen auf den Energiehaushalt der Zelle
Die Arbeitsgruppe Wolff untersucht die funktionelle Bedeutung des Eisentransporters DMT1 in der Mitochondrien-Hülle, unter anderem dessen mögliche Auswirkung auf den Energiehaushalt der Zelle. Eine zweite Studie erforscht die Funktion, subzelluläre Lokalisation und das Trafficking eines Proteinrezeptors (Lipocalin-2/NGAL/24p3-Rezeptor).
Privatdozentin Dr. Natascha Wolff kooperiert mit Max-F.-Perutz Laboratories Wien (Dr. N. Coudevylle), Zellbiologie Aarhus (Prof. R. A. Fenton), und SUNY in Buffalo (Prof. M. Garrick).
Welche Rolle spielt die Niere bei Erkrankungen?
Der Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie befasst sich mit der integrativen Nierenphysiologie und Mechanismen der vaskulären Entwicklung, Alterung und Regeneration mit Schwerpunkt auf Stammzellnischen-Immunzell-Interaktionen und Gewebeprotektion.
Die Forschenden am Lehrstuhl setzen moderne molekulare Forschungsansätze ein wie Bildgebung, quantitative Bildanalyse (auch KI-basiert), Zellsorting, Generierung von transgenen Tier-Modellen etc. Diese sollen dabei helfen, die Rolle der Niere bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Immunkrankheiten und degenerativen Erkrankungen zu verstehen (translationale Forschung). Erkenntnisse und Methoden fließen in zukünftige therapeutische Strategien und die Ausbildung der Studierenden unserer Universität ein.
Zellnischen mit Progenitorfunktion
Am Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie betreiben wir Grundlagenforschung mit klinischem Bezug. Das Ziel der Forschung ist es, Zellnischen innerhalb und außerhalb der Nieren zu charakterisieren, die eine potenzielle Progenitorfunktion aufweisen. Die Progenitorfunktion beschreibt die Fähigkeit bestimmter Zellen, sich zu teilen und in verschiedene spezialisierte Zelltypen zu entwickeln.
Zellnischen mit Progenitorfunktion halten den Körper gesund; wenn sie nicht richtig funktionieren, führen sie jedoch zu Krankheiten oder Tod. Wir wollen die Mechanismen der Zelldifferenzierung und des Zellüberlebens besser verstehen und nehmen dazu auch die inneren und äußeren Faktoren in den Blick, die den Prozess beeinflussen.
Untersuchung von Reninzellen
Die Arbeitsgruppe Todorov befasst sich mit dem Gebiet der integrativen Physiologie und Pathophysiologie unter Beteiligung von nationalen und internationalen Kooperationspartnern. Die wissenschaftlichen Projekte fokussieren sich auf die folgenden Themen:
- Relevanz der Reninzellen für die funktionelle und strukturelle Integrität der Niere mit Schwerpunkt auf dem renalen Gefäßsystem und Interaktionen mit dem Immunsystem. Reninzellen sind spezialisierte Zellen in den Nieren, die das Enzym Renin produzieren. Renin spielt eine wichtige Rolle im Renin-Angiotensin-Aldosteron-System, das den Blutdruck im Körper reguliert.
- Neuartige Funktion der Reninzellen als Progenitor-Zellnische sowohl in der Niere als auch in weiteren Organen: Rolle bei der Reparatur nach Organschaden und Aging; Interaktion mit Immunzellen
- Untersuchung der Rolle der molekularen und zellulären Mechanismen der Embryogenese als Vorlage für neuartige Konzepte zur Zell- und Geweberegeneration im erwachsenen Organismus
- Regulation der Endothel-Regeneration und Permeabilität
- Reparaturmechanismen bei der Diabetischen Nephropathie
Wasser aus dem Urin zurück in den Körper holen
Die Arbeitsgruppe Edemir beschäftigt sich mit den zellulären und molekularen Mechanismen in den Nieren, die für die Produktion eines konzentrierten Harns verantwortlich sind. Die Feinregulation der Wasserrückresorption erfolgt in den renalen Sammelrohren und über Vasopressin hormonell reguliert. Vasopressin induziert den Einbau von Aquaporin-2 haltigen Vesikeln in die apikale Plasmamembran und erhöht somit die Wasserleitfähigkeit.
Ein Forschungsschwerpunkt besteht darin die Signaltransduktionsmechanismen der Aquaporin-2 Translokation weiter aufzuschlüsseln und dabei mögliche alternative Signalwege zu identifizieren. Die treibende Kraft für die Wasserrückresorption ist ein osmotischer Gradient. In den Nieren herrscht ein kortiko-medullärer osmotischer Gradient. Diese stellt nicht nur die treibende Kraft für die Kraft für die Wasserrückresorption dar, sondern vermittelt auch ein spezifisches Genexpressionsprofil.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit den Faktoren, die das spezifische Genexpressionsprofil vermitteln. So wird untersucht, welchen Einfluss der Transkriptionsfaktor NFAT5, auch bekannt als TonEBP, auf die Genexpression in den Nieren hat.
Auswirkungen auf den Energiehaushalt der Zelle
Die Arbeitsgruppe Wolff untersucht die funktionelle Bedeutung des Eisentransporters DMT1 in der Mitochondrien-Hülle, unter anderem dessen mögliche Auswirkung auf den Energiehaushalt der Zelle. Eine zweite Studie erforscht die Funktion, subzelluläre Lokalisation und das Trafficking eines Proteinrezeptors (Lipocalin-2/NGAL/24p3-Rezeptor).
Privatdozentin Dr. Natascha Wolff kooperiert mit Max-F.-Perutz Laboratories Wien (Dr. N. Coudevylle), Zellbiologie Aarhus (Prof. R. A. Fenton), und SUNY in Buffalo (Prof. M. Garrick).
Welche Rolle spielt die Niere bei Erkrankungen?
Der Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie befasst sich mit der integrativen Nierenphysiologie und Mechanismen der vaskulären Entwicklung, Alterung und Regeneration mit Schwerpunkt auf Stammzellnischen-Immunzell-Interaktionen und Gewebeprotektion.
Die Forschenden am Lehrstuhl setzen moderne molekulare Forschungsansätze ein wie Bildgebung, quantitative Bildanalyse (auch KI-basiert), Zellsorting, Generierung von transgenen Tier-Modellen etc. Diese sollen dabei helfen, die Rolle der Niere bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Immunkrankheiten und degenerativen Erkrankungen zu verstehen (translationale Forschung). Erkenntnisse und Methoden fließen in zukünftige therapeutische Strategien und die Ausbildung der Studierenden unserer Universität ein.
Publikationen
Alle Publikationen des Lehrstuhls für Physiologie und Pathophysiologie der UW/H sind in der Hochschulbibliographie zusammengefasst.
Lehre
Der Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie ist im Modellstudiengang Medizin der Universität Witten/Herdecke in den vorklinischen Studienabschnitt eingebunden. Die Studierenden befassen sich mit molekularen, zellulären und organrelevanten Aspekten der gesamten Physiologie und Pathophysiologie. Sie lernen, die Mechanismen auf molekularer und zellulärer Ebene und deren Auswirkung auf den Gesamtorganismus zu verstehen, ebenso ihre Bedeutung für die Pathogenese von Krankheiten und kausale Therapieansätze. Der Lehrstuhl bietet auch Themen für medizinische und naturwissenschaftliche Doktorarbeiten an. Bei Interesse treten Sie direkt mit uns in Kontakt.
Die Hauptbestandteile der Lehre sind:
- Sprechstunden und Seminare im „Problemorientierten Lernen“ (POL) des Modellstudiengangs Medizin
- Vorlesungen und Seminare für Studierende der Zahnmedizin
- Physiologische Praktika für Studierende der Humanmedizin (POL) und Zahnmedizin
- Forschungspraktika für Studierende der Humanmedizin (POL) und Zahnmedizin
- Journal Clubs mit der Vorstellung wissenschaftlicher Artikel in englischer Sprache für Interessent:innen aus allen Studiengängen
- Fakultätsübergreifende Vorlesungen und Seminare zu Methoden und Forschungsthemen der Physiologie, Pathophysiologie, Toxikologie und molekularen Medizin
- Anleitung zum selbstständigen wissenschaftlichen Arbeiten in der Physiologie, Pathophysiologie, Toxikologie und molekularen Medizin in medizinischen und zahnmedizinischen Promotionen, im PhD-Programm Biomedizin sowie im Dr. rer. nat.-Programm
Das Team des Lehrstuhls für Physiologie und Pathophysiologie
Prof. Dr. rer. nat.
Bayram Edemir
Professur für Zelluläre Physiologie und Pathophysiologie epithelialer Biomembranen
Fakultät für Gesundheit (Department für Humanmedizin) | Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie
Stockumer Str. 12
58453 WittenRaumnummer: E.2
