melyek az OSMORECEPCIÓ alapjául szolgáló sejtes mechanizmusok?

a” hatékony ” oldott anyagok azok, amelyek lassan vagy egyáltalán nem hatolnak be a sejtekbe, ezáltal ozmotikus gradienst hozva létre, amely víz kiáramlását okozza az ozmoreceptor sejtekből. Megállapították, hogy az ozmosérzékeny neuronok ebből eredő zsugorodása aktiválja a membrán nem szelektív kationos vezetőképességeit, amelyek befelé áramot generálnak; ha elegendő nagyságrendű, akkor az ozmoreceptor neuron depolarizációja akciós potenciált eredményez.10 Ezzel szemben a sejtekbe könnyen behatoló” hatástalan ” oldott anyagok nem hoznak létre ozmotikus gradienst, így alig vagy egyáltalán nem befolyásolják az ozmoreceptorok sejttérfogatát. Az ovlt neuronjainak elektrofiziológiai vizsgálata azt mutatja, hogy az akciós potenciál égési sebességének olyan változásait mutatják, amelyek az extracelluláris folyadék tonicitásával arányosan változnak, alátámasztva annak valószínűségét, hogy ezek a sejtek ozmosenzoros neuronokat képviselnek.5 az Ovlt neuronok tüzelési sebességének ozmotikusan kiváltott változásai viszont szinaptikusan szabályozzák a downstream effektor neuronok elektromos aktivitását, beleértve a magnocelluláris AVP neuronokat a SON – ban és a PVN-ben, a gerjesztő neurotranszmitter glutamát felszabadulásának fokozatos változásai révén. Ez a mechanizmus jól illeszkedik a specifikus oldott anyagok, például a nátrium, a mannit és a glükóz AVP szekrécióra gyakorolt hatása közötti megfigyelt összefüggéshez (2.ábra).

az a feltételezés, hogy az osmoreceptor sejtek sejttérfogata képviseli az elsődleges jelátviteli eseményt, amellyel az osmoreceptorok észlelik az extracelluláris folyadék tonicitásának változásait, érdekes dilemmákat vet fel. Először is, a test legtöbb sejtje szabályozza térfogatát, hogy megakadályozza vagy minimalizálja a sejtek duzzadásának vagy zsugorodásának a sejtfunkciókra gyakorolt káros hatásait. Ha azonban az ozmoreceptorok térfogat-szabályozó növekedést vagy csökkenést mutatnak az extracelluláris tónus változásaira reagálva, ez nem tenné lehetővé az abszolút plazma ozmolalitást, amely körül a testfolyadék homeosztázisa fennmarad; vagyis a krónikus hiperozmolalitás nem váltana ki tartós ingereket az AVP szekréciójára és szomjúságára. Az OVLT neuronokat rövid távú diszpergált tenyészetekben alkalmazó eredmények valóban azt sugallják, hogy ezek a sejtek nem szabályozzák a térfogatot, összhangban az elsődleges agyi ozmoreceptorok feltételezett funkciójával.11 nem vizsgálták, hogy ez igaz-e a tonicitás hosszabb ideig tartó tartós változásai után is. Másodszor, a tonicitás krónikus változásaira reagálva a magnocelluláris AVP neuronok a vártakkal ellentétes hatásokon mennek keresztül. Ezek a neuronok a krónikus hypertonicitásra adott válaszként megnagyobbodnak12 és a krónikus hypotonitásra adott válaszként zsugorodnak.13 ezt feltételezik, hogy a sejtszintetikus gépek változásainak eredménye; a krónikus hypertonicitás során a fokozott AVP szintézishez szükséges sok fehérje felszabályozása sejt hipertrófiát okoz, ezeknek a fehérjéknek a leszabályozása a krónikus hypotonicitás során ellentétes hatásokat vált ki. Így az ozmoreceptor aktivitás valódi meghatározójának az ozmoreceptor sejtmembrán nyújtásának mértékének kell lennie, a későbbi hatásokkal a nyújtással aktivált vagy nyújtással inaktivált csatornákra, nem pedig az idegsejtek abszolút méretére.10 ebben az értelemben az ozmoreceptorok mechanoreceptorokként működnek, amelyek kimutatják a membrán nyújtásának mértékét sejtszinten, hasonlóan a baroreceptorok vaszkuláris szintű funkciójához.

az OVLT sejtek által alkalmazott sejtes ozmosenzáló mechanizmus egy belső depolarizáló receptor potenciál, amelyet ezek a sejtek molekuláris transzdukciós komplexen keresztül generálnak. A legújabb eredmények szerint ez valószínűleg magában foglalja a tranziens receptor potenciális vanilloid (TRPV) család kationcsatorna fehérjék. Ezeket a csatornákat általában a sejtmembrán nyújtásával aktiválják, hogy a kationok nem szelektív vezetőképességét okozzák, előnyben részesítve a Ca-T2+. Több tanulmány jellemezte a TRPV család különböző tagjait sejtes mechanoreceptorokként különböző szövetekben.14

mind a trpv kationcsatorna-fehérjék családjának in vitro, mind in vivo vizsgálata bizonyítékot szolgáltat a TRPV1, TRPV2 és TRPV4 fehérjék szerepének alátámasztására az ozmotikus ingerek transzdukciójában emlősökben.15 egy N-terminális trpv1 variáns expresszálódik az OVLT sejtekben, és a trpv1-null egereknél az ozmotikusan stimulált AVP szekréció és szomjúság hibái vannak.5 A Trpv2 gén heterológ expressziója a kínai hörcsög petefészek (CHO) sejtekben a CA aktiválódását okozza2+ beáramlás válaszul hipotonicitás, a sejtmembrán nyújtásával utánozható válasz.15 trpv4-Transzfektált sejt hasonlóan reagál a hipotóniára és a mechanikai nyújtásra, és hiányos térfogat-szabályozási csökkenést mutatnak a hypoosmolalitásra adott válaszként.16 de az in vivo vizsgálatok következetlen eredményeket hoztak. a Trpv4-Null egereknek az egyik vizsgálatban potencírozott AVP-válaszuk van egy kombinált hipertóniás és hipovolémiás ingerre 17, de egy másik vizsgálatban mind az AVP szekréció, mind a szomjúság szelektív hipertóniás ingerre adott válaszai tompultak.18 ezek a megállapítások nem feltétlenül ellentmondásosak, mivel mind az AVP szekréció, mind a szomjúság valószínűleg bimodális kontroll alatt áll; vagyis a hypertonicitás stimulálja és a hypotonicitás gátolja őket.19 ennek a lehetőségnek a alátámasztására a dezmopresszinnel történő kezelés hyponatremiához vezet a trpv4-null egerekben, de nem vad típusú kontrollokban, ami az ivás ozmotikus gátlásának kudarcát jelzi.18 Így különböző csatornák és/vagy az ozmoreceptor sejtek különböző halmazai közvetíthetnek ellentétes válaszokat a sejtmembrán nyújtására, bár az OVLT-ben még nem azonosítottak ozmoszenzitív gátló neuronokat.5

az eddigi kombinált vizsgálatok ezért erősen alátámasztják a TRPV1, TRPV2 és TRPV4 ozmomechano-TRP-ként való jellemzését.15 e megállapítások nagyon ígéretes jellege ellenére azonban számos dilemma nyilvánvaló az agyi ozmorecepcióban való részvételükkel kapcsolatban. Először is feltűnő, hogy a trpv család egyes tagjainak géneltávolításával rendelkező állatok tompa AVP szekréciót és szomjúságot mutatnak, de normális bazális plazma ozmolalitással rendelkeznek. Ezek az eredmények markáns ellentétben állnak az OVLT-t és a környező hipotalamuszt elpusztító elváltozásokkal rendelkező állatokkal, amelyekben az ozmotikusan stimulált AVP szekréció és szomjúság gyakorlatilag megszűnik, ami krónikusan emelkedett plazma ozmolalitáshoz vezet. Ez növeli annak valószínűségét, hogy a különböző ioncsatornák, vagy esetleg a különböző csatornákból származó alegységek kombinációi közvetítik az ozmoreszponivitást az agyban, és kompenzálják az egyes ioncsatornák hiányát. Másodszor, meglepő, hogy úgy tűnik, hogy az összes TRPV csatorna membránfeszítéssel aktiválódik, beleértve az extracelluláris hipotonicitás által kiváltott sejtduzzanatot is, míg a feltételezett OVLT ozmoreceptorok in vitro vizsgálata azt mutatta, hogy ezeknek a sejteknek a hiperozmoláris aktiválásáért felelős mechanizmus egy stretch-inaktivált kationos vezetőképesség aktiválása, amely reagál a sejtek zsugorodására.10 ezekre és más kérdésekre még választ kell adni, mielőtt teljesen megértenénk az agy ozmoreceptorait és azok működését.