糖皮质激素对大鼠各组织ENaC的影响(2)
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GC可以激发集合管Na+的重吸收,增加ENaC的活性。这可能与α-ENaC基因的转录上调有关,且GC对α-ENaC的调节具有剂量依赖性[10]。cAMP-诱导ENaC活性的增加可能与附加的调控蛋白有关,在信号事件早期的诱导中,这与醛固酮在肾脏上皮细胞中的作用相似。
3.2 GC在肺部中与ENaC的关系
在肺部,ENaC主要表达于肺泡上皮细胞。肺泡上皮细胞除了参与气体交换外,还具有主动转运钠水的能力。肺泡上皮细胞转运系统由EnaC Na+-K+-ATP酶(Na,K-adenosine triphosphatase,NKA)、水通道(aquaporin,AQP)组成,即由肺泡上皮Ⅰ型和Ⅱ型细胞的肺泡腔侧钠通道摄取Na+,然后经基底侧表面的NKA 将Na+泵至肺间质;由于NKA将Na+泵至细胞外,在细胞内造成了显著的电化学梯度,利于Na+通过细胞膜。在Na+转运的同时,伴随水和Cl-的被动吸收;而水除伴随钠的主动转运外,还经肺泡上皮细胞表面的水通道排出[11]。Johnson等[12]认为,由于Ⅰ型细胞覆盖肺泡总面积的95%,在钠水主动转运系统中可能占有更重要的地位。但有实验表明在肺泡上皮Ⅱ型细胞株——人肺腺癌细胞系[13]中,GC可以诱导ENaC-α、β、γ和sgk1 mRNA的表达。
在肺部,ENaC受到来自递质和激素等因素的调节[14]。有实验表明高水平的盐皮质激素受体(mineralocorticoid,MR)的表达可以导致ENaC表达增加,对肺部液体分泌和再吸收很重要[15]。体内的研究证据表明,增加钠离子吸收产生气道表面液体(airway surface liquid,ASL)血容不足导致气道特异性过表达ENaC的转基因鼠一代可以解释肺病在体内的发病机制[16]。
有重要的证据表明糖皮质激素可以调节ENaC的表达和其功能。通过分析在培养了21 d大鼠胎儿远端肺部上皮细胞(Fetal distal lung epithelial,FDLE)中α-ENaC mRNA的表达,显示α-ENaC mRNA在0.1 mmol/L DEX处理后得到了显著的增加,实验中也加入了0.1 mmol/L T3(三碘甲腺原氨酸3,5,3′-triiodothyronine)进行增量调节。已经知道T3单独作用时对αrENaC mRNA是不产生作用的。相反的,将妊娠期的大鼠(16~22 d的妊娠年龄)用甲状腺释放激素(thyrotropin-releasing hormone,TRH)和DEX单独或是一起处理后,显示虽然DEX单独作用也可以增加远端肺部α-ENaC mRNA的表达水平,TRH单独或是与DEX一起作用都无任何影响。相似的是,用DEX处理的人类远端肺移植细胞可以诱导α-ENaC mRNA的表达水平增加2~3倍,然而T3不管在有无DEX一起作用时都对α-ENaC mRNA的表达水平没有影响。
糖皮质激素诱导在未成熟的胎儿肺部的ENaC钠离子运输并且增加成人肺部的钠离子和液体运输[9],增加α-ENaC的表达水平和功能部分依赖于诱导SGK1早期的表达。α-ENaC的表达和活性有许多种激素调节包括β-肾上腺素激动药,通过第二信使cAMP表达[17]。胎儿远侧肺部上皮组织细胞的拮抗物-抗孕酮片(RU-486)表明GC依赖的肺部α-ENaC的增强需要GR功能的存在[18]。
3.3 GC在结肠中与ENaC的关系
ENaC主要负责Na+吸收,存在与许多盐皮质激素敏感的组织,例如末端结肠、远侧肾单位和呼吸上皮。ENaC通道由不同的多亚基蛋白组成——三个同源的亚基(α、β、γ),在结肠中通道的活性受到翻译后水平的改变而受到调节,这些改变来自于细胞内的通道的运输,膜插入,通路降解。另外,ENaC亚基转录的上调受到MC和GC的影响。盐皮质类激素调节可以增加β-ENaC mRNA和γ-ENaC mRNA的表达水平,然而,在末端结肠,不同于远侧肾单位,α-ENaC构成表达并未受到影响,α-ENaC单独表达对Na+的运输作用影响极其微小,然而,β-ENaC和γ-ENaC共同作用可以极大地提高运输效率。α、β和γ三个亚基可以制约ENaC在细胞表面有效率地表达。
电解质流失和腹泻会导致结肠中ENaC补偿性上调。然而,这种补偿性的作用在肠炎中是受损的,这是导致慢性狭窄性小肠结肠炎(crohn′s disease,CD)和溃疡性结肠炎(uicerative colitis,UC)的主要原因。ENaC调解末端结肠的电源性钠吸收。在患有肠炎的患者中,ENaC的诱导受到损伤,主要通过致炎(炎症前)细胞因子的转录和抑制发挥作用,比如:肿瘤坏死因子(Tunmor necros factor,TNF),α-糖皮质激素疗法快速增加钠盐吸收。分子机制是由TNF,α-糖皮质激素,ENaC三者相互作用诱导的结果[19]。发现TNF-α和地塞米松的协同作用下完成的Na离子运输提高了β-ENaC和γ-ENaC的表达水平,这是非常重要的发现,因为可以证明肠内的ENaC最初的调节是通过β和γ亚基的转录控制的。此外,肠内的β-ENaC和γ-ENaC基本转录水平是很低的,这也是制约依赖ENaC通道进行钠盐吸收的原因,因为只有ENaC通道由三个亚基组成才能适当地提高钠离子的运输。
4 小结与展望
GC通过调节在各种上皮组织ENaC的表达,控制钠盐在体内分布的大小和位置,对内环境造成影响[19-20],但是它对ENaC发挥作用的具体机制还不是十分清楚 ......
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