4. Межклеточный путь.

До сих пор мы рассматривали перенос веществ через эпителий как перенос через клетку, однако, по разным данным и в разных эпителиях, от 2 до 50% транспорта жидкости осуществляется по межклеточному пути (рис. 8). Очевидно, между клеток нет ни мембран, ни специфических транспортеров, поэтому возникают вопросы: какие силы заставляют вещества идти по этому пути? Какие факторы ограничивают их перемещение? Следует сразу оговориться, что межклеточный путь гораздо менее изучен, чем внутриклеточный. Тем не менее, ясно следующее. Между клетками любого эпителия, около апикальной мембраны, имеются так называемые плотные контакты, структурную основу которых составляет белок окклудин. Этот белок четыре раза пронизывает мембрану; его внеклеточный сегмент состоит из двух сильно гидрофобных петель. Их аминокислотный состав свидетельствует, что молекулы окклудина, принадлежащие соседним клеткам, образуют плотные гидрофобные контакты, препятствующие движению молекул воды и растворенных веществ между этими клетками. Очевидно, плотный контакт тем более непроницаем, чем больше таких окклудиновых межклеточных мостиков входит в его состав и чем более густое «молекулярное сито» они образуют. Внутриклеточный сегмент окклудина посредством ZO-белка связан с актиновым цитоскелетом, который может играть важную роль в регуляции проницаемости плотного контакта. Так, сокращение нитей цитоскелета может оттягивать молекулы окклудина друг от друга, увеличивая размер межмолекулярных пор, через которые происходит перенос молекул раствора. Схема плотного контакта приведена на рис. 7.

Итак, главным «ограничителем» межклеточного переноса веществ являются плотные контакты, движение по межклеточному пути строго пассивно, по электрохимическому градиенту. Очевидно, механизм «молекулярного сита» не может обеспечить по-нас­то­я­ще­му избирательного транспорта — все молекулы меньше определенного размера, зависящего от типа эпителия, будут одинаково успешно преодолевать этот барьер. Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о том, что плотные контакты существенно более проницаемы для анионов, чем для катионов. Однако, при своей малой избирательности, этот транспорт весьма экономен с точки зрения энергетики — в отличие от трансклеточного пути здесь вообще ни на одном этапе не приходится двигаться против электрохимического градиента. В настоящее время считают, что по степени межклеточной проницаемости все транспортные эпителии можно разделить на две группы: «протекающие», у которых плотные контакты высоко проницаемы и до 50% объемного переноса осуществляется по межклеточному пути, и «плотные», у которых межклеточный путь обусловливает не более 2% транспорта. Учитывая низкую селективность межклеточного пути легко понять, почему протекающие эпителии обычно находятся там, где необходим массивный слабо регулируемый транспорт и нет нужды поддерживать значительные трансэпителиальные электрохимические градиенты. Напротив, «плотные» эпителии обнаруживаются там, где нужна тонкая регуляция или поддерживаются трансэпителиальные градиенты и где объем транспорта сравнительно невелик. Примерами «протекающих» эпителиев служат слизистая тонкой кишки и, возможно, проксимальный каналец почек. Плотные эпителии мы находим в дистальном канальце, собирательной трубке, в толстом кишечнике. Плотные эпителии характеризуются высоким трансэпителиальным электрическим сопротивлением и, следовательно, высоким потенциалом (20-50 мВ), тогда как в протекающих эпителиях сопротивление низко и величина потенциала не превышает 10 мВ. Это понятно: базолатеральная сторона эпителия заряжена положительно (см. § 3) и в протекающих эпителиях имеется шунтирующий ток Cl^- через плотные контакты, что обусловливает низкое сопротивление и малую разность потенциалов.

С учетом межклеточного пути схема трансэпителиального переноса выглядит следующим образом (рис. 8): некоторые молекулы или ионы, преимущественно положительно заряженные, транспортерами или каналами апикальной мембраны извлекаются из просвета и переносятся в клетку, а оттуда транспортеры базолатеральной мембраны (в первую очередь Na⁺/K⁺-АТФаза) перемещают их в боковые межклеточные пространства. Таким образом осмоляльность жидкости в просвете слегка уменьшается, а в боковых пространствах, учитывая их очень небольшой объем, она может значительно возрастать. В результате формируется разность осмотических концентраций между просветом и межклеточным пространством. Эта разность обусловливает перемещение через плотный контакт воды, которая (возможно), увлекает за собой некоторые растворенные в ней вещества. Этот гипотетический механизм получил название следование за растворителем (solvent drag). В то же время, поток воды, направленный из просвета в боковое пространство, не позволяет реабсорбированным веществам выходить по межклеточному пути обратно в просвет. Этот же поток создает в боковом пространстве повышенное гидростатическое давление, которое обеспечивает выход жидкости из боковых пространств в интерстиций. Очевидно, транспорт по такому механизму обеспечивает изоосмотичное всасывание, так что никаких осмотических градиентов через стенку проксимального канальца или тонкой кишки не формируется.

Дополнительный механизм всасывания по межклеточному пути дает трансэпителиальная разность потенциалов: она обеспечивает перемещение анионов, в первую очередь хлорида, через плотный контакт из просвета в боковое пространство. Заметим, что низкая проницаемость плотного контакта для катионов определяет направление всасывания, так как катионы, перенесенные из просвета в боковое пространство, не имеют возможности по межклеточному пути вернуться в просвет.

В



ода и, возможно, небольшие молекулы и ионы растворенных веществ способны пересекать эпителий по межклеточному пути. Его проницаемость определяется структурой плотных контактов, действующих по принципу молекулярного сита. Межклеточный транспорт в принципе пассивен и, вследствие этого, экономичен, но мало избирателен. Его главной движущей силой является разность осмотических концентраций между просветом и боковыми межклеточными пространствами. Эти его особенности обусловливают следующие свойства эпителиев с высокой межклеточной проницаемостью («протекающих»): высокая экономичность; малые возможности избирательной регуляции всасывания; низкая трансэпителиальная разность потенциалов. Примеры протекающих эпителиев: тонкая кишка и проксимальный каналец почки.