NBCn2在近端肾小管上皮细胞顶膜介导新型HCO_3~-重吸收的分子机制研究
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NBCn2在近端肾小管上皮细胞顶膜介导新型HCO_3~-重吸收的分
子机制研究
机体的酸碱稳态是一切生命活动正常运转的基本保障。
肾脏在机体系统性酸碱平衡中具有重要作用。
在酸碱平衡调控中,肾脏的主要作用是进行
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收和向尿液中分泌非挥发性酸性物质。
就HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>的重吸收而言,近端肾小管是
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收最主要的部位,小管液内约
80%HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>在这里被回收至血液中。
传统的理论模型认为,近端肾小管上皮细胞对HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>的重吸收依赖于顶膜上NHE3和V型质子泵介导的H<sup>+</sup>分泌。
然而,研究表明NHE3和V型质子泵并不能解释近端肾小管所有的HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收。
那么近端肾小管是否存在独立于NHE3和V型质子泵之外的
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收途径呢?本课题组的前期工作发现电中性的Na<sup>+</sup>/HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>共转运体NBCn2在肾脏中表达了两类剪切体:MCDL-NBCn2和MEIK-NBCn2。
在本研究中,我们发现:(1)MCDL-NBCn2和MEIK-NBCn2在大鼠肾脏中具有不同的组织和细胞定位,即
MCDL-NBCn2主要定位在皮质近端肾小管顶膜,而MEIK-NBCn2主要定位在髓质升支粗段肾小管基底膜和内髓集合管基底膜;(2)系统性酸碱刺激对肾脏中MCDL-NBCn2和NHE3的蛋白表达量变化具有完全相反的调控作用,在NH4Cl诱导的代谢性酸中毒和缺钾诱导代谢性碱中毒模型中,MCDL-NBCn2的蛋白表达量均
发生了显著下调,而NHE3的蛋白表达量均发生了显著上调;相反的,在NaHCO3诱导的代谢性碱中毒模型中,MCDL-NBCn2的蛋白表达量发生了显著上调,而NHE3的
蛋白表达量发生了显著下调。
根据这些研究,我们提出新假设:(1)在近端肾小管上皮细胞顶膜存在两种不同的HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收机制,即(a)传统的依赖于顶膜NHE3和V型质子泵分泌H<sup>+</sup>进行的间接吸收;(b)依赖于顶膜MCDL-NBCn2进行的直接吸收。
(2)MCDL-NBCn2和NHE3在肾脏HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>重吸收和H<sup>+</sup>分泌过程中各有优势,因此当机体发生酸碱紊乱导致血液和小管液内HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>和H<sup>+</sup>含量发生变化
时,MCDL-NBCn2和NHE3的工作配比也会发生相应的改变以帮助机体维持酸碱稳态。