stringtranslate.com

Параклеточный транспорт

Парацеллюлярный транспорт относится к переносу веществ через эпителий путем прохождения через межклеточное пространство между клетками. [1] Он отличается от трансцеллюлярного транспорта , при котором вещества перемещаются через клетку, проходя как через апикальную мембрану , так и через базолатеральную мембрану . [2] [3]

Это различие имеет особое значение в физиологии почек и физиологии кишечника. Трансцеллюлярный транспорт часто включает расход энергии, тогда как парацеллюлярный транспорт является неопосредованным и пассивным по градиенту концентрации [4] или посредством осмоса (для воды) и растворителя для растворенных веществ. [5] Парацеллюлярный транспорт также имеет то преимущество, что скорость абсорбции соответствует нагрузке, поскольку у него нет транспортеров, которые могут быть насыщены.

У большинства млекопитающих считается, что всасывание питательных веществ в кишечнике доминирует за счет трансцеллюлярного транспорта, например, глюкоза в основном всасывается через транспортер SGLT1 и другие транспортеры глюкозы . Таким образом, парацеллюлярное всасывание играет лишь незначительную роль в всасывании глюкозы, [6] хотя есть доказательства того, что парацеллюлярные пути становятся более доступными, когда питательные вещества присутствуют в просвете кишечника. [7] Напротив, мелкие летающие позвоночные (мелкие птицы и летучие мыши) полагаются на парацеллюлярный путь для большей части всасывания глюкозы в кишечнике. [8] [9] Было высказано предположение, что это компенсирует эволюционное давление, направленное на уменьшение массы у летающих животных, что привело к уменьшению размера кишечника и более быстрому времени прохождения пищи через кишечник. [10] [11]

Капилляры гематоэнцефалического барьера осуществляют только трансцеллюлярный транспорт, в отличие от нормальных капилляров, которые осуществляют как трансцеллюлярный, так и парацеллюлярный транспорт.

Парацеллюлярный путь транспорта также важен для абсорбции лекарств в желудочно-кишечном тракте . Парацеллюлярный путь обеспечивает проникновение гидрофильных молекул, которые не способны проникать через липидную мембрану через трансцеллюлярный путь абсорбции. Это особенно важно для гидрофильных фармацевтических препаратов, которые могут не иметь сродства к мембраносвязанным транспортерам и, следовательно, могут быть исключены из трансцеллюлярного пути. Подавляющее большинство молекул лекарств транспортируется через трансцеллюлярный путь, а те немногие, которые полагаются на парацеллюлярный путь транспорта, обычно имеют гораздо более низкую биодоступность; например, левотироксин имеет пероральную биодоступность от 40 до 80%, а десмопрессин — 0,16%.

Структура парацеллюлярных каналов

Некоторые клаудины образуют поры, связанные с плотными контактами , которые обеспечивают параклеточный транспорт ионов. [12]

Плотные соединения имеют чистый отрицательный заряд и, как полагают, преимущественно транспортируют положительно заряженные молекулы. Известно также, что плотные соединения в кишечном эпителии являются размерно-селективными, так что большие молекулы (с молекулярными радиусами больше, чем примерно 4,5 Å ) исключаются. [13] [14] [15] Более крупные молекулы также могут проходить через кишечный эпителий через парацеллюлярный путь, хотя и с гораздо меньшей скоростью, и механизм этого транспорта через путь «утечки» неизвестен, но может включать временные разрывы эпителиального барьера.

Парацеллюлярный транспорт может быть усилен путем вытеснения белков zona occludens из соединительного комплекса с помощью усилителей проницаемости. Такие усилители включают жирные кислоты средней цепи (например, каприновую кислоту), хитозаны, токсин zona occludens и т. д. [ необходима цитата ]

Ссылки

  1. ^ "Адсорбция кальция". Citracal . Bayer. Архивировано из оригинала 2006-03-07.
  2. ^ Blystone R. "Epithelial Transcellular Transport". Университет Тринити. Архивировано из оригинала 9 февраля 2007 г.
  3. ^ Nosek TM. "Транспорт через клеточный слой: трансцеллюлярный транспорт". Essentials of Human Physiology . Архивировано из оригинала 2016-03-24.
  4. ^ Barac-Nieto M. "Tubular Transport". Веб-сайт учебника по физиологии почек . Кафедра физиологии. Университет Кувейта. Архивировано из оригинала 14 февраля 2006 г.
  5. ^ Холл, Джон Э. (2020). «Пассивная реабсорбция воды осмосом, сопряженная в основном с реабсорбцией натрия». Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла (четырнадцатое изд.). Амстердам. ISBN 9780323640039.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  6. ^ Schwartz RM, Furne JK, Levitt MD (октябрь 1995 г.). «Парацеллюлярный кишечный транспорт шестиуглеродных сахаров у крыс незначителен». Гастроэнтерология . 109 (4): 1206–1213. doi : 10.1016/0016-5085(95)90580-4 . PMID  7557087.
  7. ^ Паппенгеймер Дж. Р., Рейсс К. З. (1987). «Вклад перемещения растворителя через межклеточные соединения в абсорбцию питательных веществ тонким кишечником крысы». Журнал мембранной биологии . 100 (2): 123–136. doi :10.1007/BF02209145. PMID  3430569. S2CID  20716486.
  8. ^ Lavin SR, Karasov WH (2008). «Аллометрия парацеллюлярного поглощения у птиц». Физиологическая и биохимическая зоология . 81 (5): 551–560. doi :10.1086/588176. PMID  18752419. S2CID  12228465.
  9. ^ Price ER, Rott KH, Caviedes-Vidal E, Karasov WH (октябрь 2014 г.). «Парацеллюлярное поглощение питательных веществ выше у летучих мышей, чем у грызунов: интеграция от интактных животных до молекулярного уровня». Журнал экспериментальной биологии . 217 (Pt 19): 3483–3492. doi : 10.1242/jeb.105619 . hdl : 11336/14502 . PMID  25063860.
  10. ^ Caviedes-Vidal E, McWhorter TJ, Lavin SR, Chediack JG, Tracy CR, Karasov WH (ноябрь 2007 г.). «Пищеварительная адаптация летающих позвоночных: высокая кишечная парацеллюлярная абсорбция компенсирует меньшие кишки». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (48): 19132–19137. Bibcode : 2007PNAS..10419132C. doi : 10.1073/pnas.0703159104 . PMC 2141920. PMID  18025481 . 
  11. ^ Price ER, Brun A, Caviedes-Vidal E, Karasov WH (январь 2015 г.). «Пищеварительные адаптации воздушных образов жизни». Physiology . 30 (1): 69–78. doi :10.1152/physiol.00020.2014. hdl : 11336/14497 . PMID  25559157.
  12. ^ Anderson JM, Van Itallie CM (август 2009). «Физиология и функция плотного контакта». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 1 (2): a002584. doi :10.1101/cshperspect.a002584. PMC 2742087. PMID 20066090  . 
  13. ^ Chediack JG, Caviedes-Vidal E, Fasulo V, Yamin LJ, Karasov WH (апрель 2003 г.). «Пассивное всасывание водорастворимых соединений воробьями в кишечнике: влияние размера молекул и питательных веществ в просвете». Журнал сравнительной физиологии B: биохимическая, системная и экологическая физиология . 173 (3): 187–197. doi :10.1007/s00360-002-0314-8. PMID  12743721. S2CID  26845857.
  14. ^ Turner JR, Buschmann MM, Romero-Calvo I, Sailer A, Shen L (декабрь 2014 г.). «Роль молекулярного ремоделирования в дифференциальной регуляции проницаемости плотных контактов». Семинары по клеточной и эволюционной биологии . 36 : 204–212. doi :10.1016/j.semcdb.2014.09.022. PMC 4253049. PMID  25263012 . 
  15. ^ Caviedes-Vidal E, McWhorter TJ, Lavin SR, Chediack JG, Tracy CR, Karasov WH (ноябрь 2007 г.). «Пищеварительная адаптация летающих позвоночных: высокая кишечная парацеллюлярная абсорбция компенсирует меньшие кишки». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (48): 19132–19137. Bibcode : 2007PNAS..10419132C. doi : 10.1073/pnas.0703159104 . PMC 2141920. PMID  18025481 .