Заключение

Практически весь обмен веществ между организмом и внешней средой идет через транспортные эпителии, которые ежедневно переносят десятки литров растворов. Большая часть транспорта выполняется при помощи мембранных переносчиков и каналов. Источником энергии для переноса являются концентрационные и электрические градиенты, создаваемые немногими первично активными транс­портерами, остальные вещества перемещаются, используя эти градиенты, по механизму вторично активного или, на других участках, пассивного, транспорта. Вода и ряд растворенных веществ могут двигаться так же по межклеточному пути, однако источником энергии для него служит трансклеточный перенос. Принципиальная организация разных эпителиев оказывается удивительно схожей; более того, на мембранах самых разных клеток мы встречаем один и тот же ограниченный набор каналов и переносчиков. В Таблице 2 собраны характеристики важнейших транспортных белков, которые обеспечивают почти весь транспорт ионов во всех эпителиях. Зная транспортные характеристики этих белков, направление переноса и величины трансэпителиальных градиентов, исследователь может ре­кон­струировать механизмы переноса веществ тем или иным конкретным эпителием. Знание механизмов трансэпителиального переноса оказывается важным потому, что врач может влиять на транспорт, применяя фармакологические ингибиторы специфических бел­ков-пере­нос­чи­ков. Такими ингибиторами являются почти все мочегонные препараты. При этом важно точно знать, какой именно переносчик блокируется. В частности, широко применяемый диуретик фуросемид — это ингибитор Na⁺:K⁺:2Cl^- котранспор­тера. Очевидно, его применение приводит к значительным потерям K⁺, которые приходится возмещать, назначая препараты, содержащие этот ион. Другой диуретик, амилорид, блокирует натриевый канал в дистальном канальце. Но здесь всасывание Na⁺ связано с секрецией K⁺, так что ингибирование натриевых каналов приводит к снижению секреции калия и, следовательно, его задержке в организме. Так что по отношению к калию, амилорид — антагонист фуросемида. Назначая эти препараты совместно, можно получить значительный мочегонный эффект, избежав потерь K⁺. Важно для медицины и то, что ряд заболеваний связан с генетическими мутациями мембранных транспортеров. Одна из таких болезней — псевдогиперальдостеронизм. Она проявляется низким выведением Na⁺, что ведет к его избыточному накоплению и артериальной гипертензии. Впервые такая картина наблюдалась у больных с гиперсекрецией натрий-задерживающего гормона альдостерона. Но псевдогиперальдостеронизм вызывается мутацией в регуляторном домене амилорид-чувствительного натриевого канала, которая приводит к его нерегулируемой высокой проницаемости. Это ведет к высокому уровню реабсорбции Na⁺ в почечных канальцах и его накоплению в организме. Противоположность этой болезни — псевдогипоальдостеронизм — состояние, при котором наблюдаются неконтролируемые высокие потери Na⁺. Известны три варианта данной патологии: классический — снова мутация эпителиального натриевого канала, но теперь — в порообразующем домене, что ведет к потере функции канала; синдром Барттера – дефицит Na⁺:K⁺:2Cl^—котранспортера; синдром Жительмана – дефицит Na⁺:Cl^--котранспортера. Существует врожденная хлоридная диарея, связанная с генетическим дефектом анионного обменника в толстом кишечнике, что приводит к дефекту всасывания NaCl, а следовательно, и воды. Синдром мальабсорбции (т.е. нарушения всасывания) глюкозы и галактозы — это мутация глюкозо-натриевого котранспортера SGLT1. Список можно было бы продолжить но уже ясно, что существуют по крайней мере две причины, по которым врач должен представлять молекулярные механизмы трансэпителиального переноса: (1) они являются мишенью многих фармакологических средств и (2) их повреждение приводит ко многим болезням, понять природу которых можно, только зная данные молекулярные механизмы.