浸透圧受容の基礎となる細胞メカニズムは何ですか？

“有効な”溶質は、細胞にゆっくりと浸透するか、まったく浸透しないものであり、それによって浸透圧受容体細胞からの水の流出を引き起こす浸透 十分な大きさの場合は、浸透圧受容体ニューロンの結果の脱分極は、活動電位を生成します。逆に、細胞に浸透する「効果のない」溶質は、容易に浸透勾配を生じず、したがって浸透圧受容体の細胞体積にほとんどまたは全く影響を及ぼさない。 OVLTのニューロンの電気生理学的研究は、彼らがこれらの細胞が浸透圧ニューロンを表す可能性をサポートし、細胞外液の張度に比例して変化する活動電位5OVLTニューロンの発射速度の浸透圧誘発変化は、順番にシナプス的に重要な興奮性神経伝達物質グルタミン酸の放出の段階的な変化を介して、SONとPVNの大細胞AVPニューロンを含む、下流のエフェクターニューロンの電気的活性を調節する。 このメカニズムは、ナトリウム、マンニトール、グルコースなどの特定の溶質がAVP分泌に及ぼす影響との間の観測された関係とよく一致しています(図2)。

浸透圧受容体細胞の細胞体積は、浸透圧受容体が細胞外液の張度の変化を検出する主要なシグナル伝達イベントを表すという推定は、いくつかの 第一に、体内のほとんどの細胞は、細胞機能に対する細胞の腫脹または収縮の有害な影響を防止または最小限に抑えるために、その体積を調節する。 しかし、浸透圧受容体が細胞外張性の変化に応答して体積調節性の増加または減少を示した場合、これは体液恒常性が維持される絶対血漿浸透圧を可能にせず、すなわち、慢性高浸透圧はAVP分泌および渇きに対する持続的な刺激を誘発しない。 短期分散培養におけるOVLTニューロンを用いた結果は、実際にこれらの細胞は、主要な脳浸透圧受容体としての推定機能と一致して、ボリューム調節しないこ11これが張度の持続的な変化のより長い期間の後にも当てはまるかどうかは研究されていない。 第二に、張性の慢性的な変化に応答して、大細胞AVPニューロンは、期待されるものとは反対の効果を受ける。 これらのニューロンは慢性のhypertonicity12に応じて拡大し、慢性のhypertonicityに応じて縮まります。13これは、細胞合成機械の変化の結果であると仮定されている; 慢性のhypertonicityの間の高められたAVPの統合に必要な多くの蛋白質のupregulationは細胞肥大を引き起こし、慢性のhypertonicityの間のこれらの蛋白質のdownregulationは反対の効果を作り出します。 したがって、浸透圧受容体活性の真の決定要因は、浸透圧受容体細胞膜の伸張の程度でなければならず、ニューロンの絶対サイズではなく、伸張活性化またこの意味で、浸透圧受容体は、血管レベルでの圧受容体の機能と同様に、細胞レベルでの膜伸張の程度を検出する機械受容体として機能する。

OVLT細胞によって利用される細胞浸透圧メカニズムは、これらの細胞が分子伝達複合体を介して生成する固有の脱分極受容体電位である。 最近の結果は、これはおそらくカチオンチャネルタンパク質の一過性受容体電位バニロイド（TRPV）ファミリーのメンバーを含むことを示唆している。 これらのチャネルは、一般的にCa2+のための好みで、陽イオンの非選択的なコンダクタンスを引き起こすために細胞膜伸張によって活性化されます。 複数の研究は、異なる組織における細胞mechanoreceptorsとしてTRPVファミリーの様々なメンバーを特徴付けています。14

カチオンチャネルタンパク質のTRPVファミリーのin vitroおよびin vivoの両方の研究は、哺乳類における浸透圧刺激の伝達におけるTRPV1、TRPV2、およびTRPV4タＮ末端ｔｒｐｖ１変異体は、ＯＶＬＴ細胞で発現され、ｔｒｐｖ１ヌルマウスは、浸透圧刺激ＡＶＰ分泌および渇きに欠陥を有する。チャイニーズハムスター卵巣（CHO）細胞におけるtrpv2遺伝子の異種発現は、低張性、細胞膜伸張によって模倣することができる応答に応答してCa2+流入の活性化15trpv4トランスフェクト細胞は、hypotonicityと機械的なストレッチに同様に応答し、彼らはhypoosmolalityに応答して不十分な体積調節の減少を表示します。しかし、in vivoでの研究では、一貫性のない所見が得られています。 trpv4ヌルマウスは、ある研究17で組み合わせた高張と血液量減少刺激に対する増強されたAVP応答を有するが、別の選択的高張刺激に対するAVP分泌と渇きの両方の鈍化した応答を有する。18これらの知見は、AVP分泌および渇きの両方が二峰性制御下にある可能性が高いため、必ずしも矛盾しているわけではありません;すなわち、それらは高張19この可能性を支持するために、デスモプレシンによる治療は、飲酒の浸透圧阻害の失敗を示すtrpv4ヌルマウスではなく、野生型コントロールで低ナトリウム血症につながります。したがって、異なるチャネルおよび／または異なる組の浸透圧受容体細胞は、細胞膜伸張に対する反対の応答を媒介し得るが、浸透圧感受性阻害性ニューロンは、ＯＶＬＴではまだ同定されていない。したがって、これまでの研究を組み合わせた研究は、osmomechano-TRPsとしてのTRPV1、TRPV2、およびTRPV4の特性評価を強く支持している。しかし、これらの知見の非常に有望な性質にもかかわらず、脳浸透圧受容への関与に関していくつかのジレンマが明らかである。 第一に、TRPVファミリーの個々のメンバーの遺伝子欠失を有する動物は、AVP分泌および渇きを鈍らせるが、正常な基底血漿浸透圧を有することが顕著である。 これらの結果は、OVLTおよび周囲の視床下部を破壊する病変を有する動物とは著しく対照的であり、浸透圧刺激AVP分泌および渇きは事実上廃止され、経 これは、異なるイオンチャネル、または異なるチャネルからのサブユニットの可能性の組み合わせは、脳内の浸透圧応答性を仲介し、個々のイオンチャネルの不在を補う可能性を発生させます。 第二に、それは推定OVLT浸透圧受容体のin vitro研究は、これらの細胞の高浸透圧活性化のためのメカニズムは、細胞収縮に応答するストレッチ不活性化10これらの質問やその他の質問は、脳浸透圧受容体とそれらがどのように機能するかを完全に理解する前に回答されています。