بازجذب آب و آکواپورینها
بازجذب آب، بیشتر آب فیلتر شده را به خون بازمیگرداند و در فاز تنظیمشده خود، حجم نهایی و غلظت ادرار را تعیین میکند. آب از طریق آکواپورینها، که خانوادهای از کانالهای آبی غشایی هستند، از اپیتلیوم توبولی عبور میکند. در مجرای جمعکننده، وازوپرسین ورود یکی از این کانالها، یعنی آکواپورین-۲، را کنترل میکند و به کلیه اجازه میدهد تا بر اساس نیازهای آبی بدن، بین ادرار رقیق و غلیظ تغییر وضعیت دهد.
Definition
بازجذب آب کلیوی، حرکت اسمزی آب از لومن توبولی به داخل خون از طریق کانالهای آبی آکواپورین است؛ در مجرای جمعکننده توسط وازوپرسین تنظیم میشود که فراوانی آپیکال آکواپورین-۲ و در نتیجه نفوذپذیری آب را کنترل میکند که غلظت نهایی ادرار را تعیین میکند.
Scope
این موضوع به چگونگی حرکت آب در سراسر نفرون از طریق اسمز و از طریق آکواپورینها، نفوذپذیری ذاتی آب در توبول پروگزیمال و شاخه نزولی، و بازجذب آب تنظیمشده توسط وازوپرسین در مجرای جمعکننده که غلظت نهایی ادرار را تعیین میکند، میپردازد. این یک مدخل مرجع فیزیولوژیکی است، نه راهنمای بالینی.
Core questions
- آب چگونه از اپیتلیوم توبولی عبور میکند؟
- آکواپورینها چه هستند و ایزوفرمهای کلیوی آنها در کجا بیان میشوند؟
- وازوپرسین چگونه نفوذپذیری آب مجرای جمعکننده را تنظیم میکند؟
- انتقال با واسطه آکواپورین چگونه با گرادیان اسمزی مدولاری تعامل دارد؟
Key concepts
- اسمز به عنوان نیروی محرکه بازجذب آب
- کانالهای آبی آکواپورین
- آکواپورین-۱ در توبول پروگزیمال و شاخه نزولی
- آکواپورین-۲ در غشای آپیکال مجرای جمعکننده
- تنظیم توسط وازوپرسین (هورمون ضد ادراری)
- قاچاق آکواپورین-۲ به غشا
- جفت شدن نفوذپذیری آب با گرادیان مدولاری
Mechanisms
بازجذب آب غیرفعال است و از گرادیانهای اسمزی ایجاد شده توسط انتقال املاح پیروی میکند، اما به یک غشای نفوذپذیر به آب نیاز دارد. آکواپورین-۱ نفوذپذیری بالای ذاتی آب را در توبول پروگزیمال و شاخه نازک نزولی فراهم میکند، بنابراین آب در آنجا متناسب با املاح بازجذب میشود. مجرای جمعکننده محل تنظیم است: وازوپرسین به گیرندههای بازولترال متصل میشود، cAMP درون سلولی را افزایش میدهد و ورود کانالهای آکواپورین-۲ را به غشای آپیکال تحریک میکند. با وجود این کانالها، آب از لومن به فضای بینابینی هیپراسموتیک مدولاری که توسط قوس هنله ساخته شده است، کشیده میشود و ادرار را غلیظ میکند؛ هنگامی که وازوپرسین کم است، آکواپورین-۲ خارج میشود، مجرای جمعکننده نفوذناپذیر به آب باقی میماند و ادرار رقیق دفع میشود. آکواپورینهای بازولترال آب بازجذب شده را به خون بازمیگردانند.
Clinical relevance
تنظیم آکواپورین-۲ توسط وازوپرسین اساس مولکولی چگونگی دفاع بدن از تعادل آب و اسمولالیته پلاسما است و زمینه مرجعی برای درک اختلالات غلظت و رقت ادرار فراهم میکند. این مدخل فیزیولوژی طبیعی مدیریت آب را توصیف میکند و توصیههای تشخیصی یا درمانی ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
توضیحات اینجا بر اساس بررسیهای فیزیولوژی مولکولی است که آکواپورینهای کلیوی را شناسایی کرده، توزیع قطعهای آنها را نقشهبرداری کرده و مسیر وازوپرسین-آکواپورین-۲ و نقش آن را در مکانیسم غلیظسازی ادرار، همانطور که ذکر شد، مشخص کردهاند.
History
وجود کانالهای اختصاصی آب مدتها از نفوذپذیری بالای آب در برخی غشاها استنباط میشد، اما تنها زمانی تأیید شد که اولین پروتئین آکواپورین شناسایی شد، کاری که با جایزه نوبل شیمی به رسمیت شناخته شد. مطالعات بعدی آکواپورین-۱ را در نفرون پروگزیمال و آکواپورین-۲ را در مجرای جمعکننده مکانیابی کردند و مشخص کردند که وازوپرسین قاچاق آکواپورین-۲ را تنظیم میکند و فیزیولوژی کلاسیک آب را به کانالهای تعریفشده مرتبط میسازد.
Key figures
- Peter Agre
- Mark A. Knepper
- Soren Nielsen
Related topics
Seminal works
- nielsen-2002
- knepper-2015
Frequently asked questions
- آکواپورینها چه هستند؟
- آکواپورینها پروتئینهای غشایی هستند که کانالهایی را تشکیل میدهند که به آب اجازه میدهند به سرعت از غشاهای سلولی عبور کند؛ ایزوفرمهای مختلف در بخشهای خاص نفرون بیان میشوند و مسئول نفوذپذیری آب مورد نیاز برای بازجذب هستند.
- وازوپرسین چگونه به کلیه اجازه میدهد ادرار را غلیظ کند؟
- وازوپرسین به سلولهای مجرای جمعکننده سیگنال میدهد تا کانالهای آکواپورین-۲ را در غشای آپیکال خود وارد کنند، که مجرا را نفوذپذیر به آب میکند تا آب به صورت اسمزی به فضای بینابینی مدولاری غلیظ کشیده شود و حجم کمتری از ادرار غلیظتر باقی بماند.