care sunt mecanismele celulare care stau la baza OSMORECEPTIEI?

substanțele dizolvate”eficiente” sunt cele care penetrează celulele încet sau deloc, creând astfel un gradient osmotic care provoacă un eflux de apă din celulele osmoreceptoare. S-a constatat că contracția rezultată a neuronilor osmosensibili activează conductanțele cationice neselective ale membranei care generează curent interior; dacă are o magnitudine suficientă, depolarizarea rezultată a neuronului osmoreceptor produce apoi un potențial de acțiune.10 în schimb, substanțele dizolvate „ineficiente” care pătrund în celule nu creează cu ușurință Niciun gradient osmotic și, prin urmare, nu au niciun efect asupra volumului celular al osmoreceptorilor. Studiile electrofiziologice ale neuronilor din OVLT arată că prezintă modificări ale ratei de ardere a potențialului de acțiune care variază proporțional cu tonicitatea fluidului extracelular, susținând probabilitatea ca aceste celule să reprezinte neuroni osmosenzoriali.5 modificări evocate osmotic în rata de ardere a neuronilor OVLT la rândul lor Reglează sinaptic activitatea electrică a neuronilor efectori din aval, incluzând în mod important neuronii AVP magnocelulari din SON și PVN, prin modificări gradate în eliberarea glutamatului neurotransmițător excitator. Acest mecanism este în concordanță cu relația observată între efectul substanțelor dizolvate specifice, cum ar fi sodiul, manitolul și glucoza, asupra secreției AVP (Figura 2).

prezumția că volumul celular al celulelor osmoreceptoare reprezintă evenimentul primar de semnalizare prin care osmoreceptorii detectează modificări ale tonicității fluidului extracelular ridică unele dileme interesante. În primul rând, majoritatea celulelor din organism își reglează volumul pentru a preveni sau minimiza efectele dăunătoare ale umflării sau contracției celulare asupra funcțiilor celulare. Cu toate acestea, dacă osmoreceptorii au afișat creșteri sau scăderi de reglare a volumului ca răspuns la modificările tonicității extracelulare, acest lucru nu ar permite o osmolalitate plasmatică absolută în jurul căreia se menține homeostazia fluidelor corporale; adică hiperosmolalitatea cronică nu ar provoca stimuli susținuți la secreția și setea AVP. Rezultatele care utilizează neuronii OVLT în culturi dispersate pe termen scurt sugerează într-adevăr că aceste celule nu reglează volumul, în concordanță cu funcția lor presupusă ca osmoreceptori primari ai creierului.11 nu a fost studiat dacă acest lucru este valabil și după perioade mai lungi de modificări susținute ale tonicității. În al doilea rând, ca răspuns la modificările cronice ale tonicității, neuronii AVP magnocelulari suferă efecte opuse celor așteptate. Acești neuroni se măresc ca răspuns la hipertonicitatea cronică12 și se micșorează ca răspuns la hipotonicitatea cronică.13 Acest lucru este postulat a fi un rezultat al modificărilor mașinilor sintetice celulare; reglarea în sus a numeroaselor proteine necesare pentru sinteza AVP crescută în timpul hipertonicității cronice provoacă hipertrofie celulară, iar reglarea în jos a acestor proteine în timpul hipotonicității cronice produce efectele opuse. Astfel, adevăratul determinant al activității osmoreceptorului trebuie să fie gradul de întindere a membranei celulare osmoreceptoare, cu efecte ulterioare asupra canalelor activate prin întindere sau inactivate prin întindere, mai degrabă decât dimensiunea absolută a neuronilor.10 în acest sens, osmoreceptorii funcționează ca mecanoreceptori care detectează gradul de întindere a membranei la nivel celular, similar cu funcția baroreceptorilor la nivel vascular.

mecanismul de osmosensare celulară utilizat de celulele OVLT este un potențial receptor depolarizant intrinsec, pe care aceste celule îl generează printr-un complex de transducție moleculară. Rezultatele recente sugerează că acest lucru include probabil membri ai vaniloid potențial receptor tranzitoriu (TRPV) familie de proteine ale canalului cationic. Aceste canale sunt în general activate de întinderea membranei celulare pentru a provoca o conductanță neselectivă a cationilor, cu preferință pentru Ca2+. Studiile Multiple au caracterizat diferiți membri ai familiei TRPV ca mecanoreceptori celulari în diferite țesuturi.14

atât studiile in vitro, cât și cele in vivo ale familiei TRPV de proteine ale canalelor cationice oferă dovezi care susțin rolurile proteinelor TRPV1, TRPV2 și TRPV4 în transducția stimulilor osmotici la mamifere.15 o variantă trpv1 N-terminală este exprimată în celulele OVLT, iar șoarecii trpv1-nul au defecte în secreția AVP stimulată osmotic și sete.5 expresia heterologă a genei trpv2 în celulele ovariene de hamster chinezesc (CHO) determină o activare a influxului de Ca2+ ca răspuns la hipotonicitate, un răspuns care poate fi imitat de întinderea membranei celulare.15 celulele Transfectate trpv4 răspund în mod similar hipotonicității și întinderii mecanice și prezintă scăderi deficitare de reglare a volumului ca răspuns la hiposmolalitate.16 dar studiile in vivo au dat rezultate inconsistente. șoarecii trpv4-Null au un răspuns AVP potențat la un stimul hipertonic și hipovolemic combinat într-un studiu17, dar răspunsuri tocite atât ale secreției AVP, cât și ale setei la un stimul hipertonic selectiv în altul.18 aceste constatări nu sunt neapărat contradictorii, deoarece atât secreția AVP, cât și setea sunt probabil sub control bimodal; adică sunt stimulate de hipertonicitate și inhibate de hipotonicitate.19 În sprijinul acestei posibilități, tratamentul cu desmopresină duce la hiponatremie la șoarecii trpv4-nul, dar nu la controalele de tip sălbatic, indicând o eșec al inhibării osmotice a consumului de alcool.18 astfel, diferite canale și / sau seturi diferite de celule osmoreceptoare pot Media răspunsuri opuse la întinderea membranei celulare, deși neuronii inhibitori osmosensibili nu au fost încă identificați în OVLT.5

studiile combinate până în prezent susțin puternic caracterizarea TRPV1, TRPV2 și TRPV4 ca osmomecano-TRPs.15 Cu toate acestea, în ciuda naturii foarte promițătoare a acestor constatări, sunt evidente mai multe dileme în ceea ce privește implicarea lor în osmorecepția creierului. În primul rând, este izbitor faptul că animalele cu ștergeri de gene ale membrilor individuali ai familiei TRPV manifestă secreție AVP și sete, dar au o osmolalitate plasmatică bazală normală. Aceste rezultate sunt în contrast puternic cu animalele cu leziuni care distrug OVLT și hipotalamusul înconjurător, în care secreția AVP stimulată osmotic și setea sunt practic eliminate, ducând la osmolalitate plasmatică crescută cronic. Acest lucru crește probabilitatea ca diferite canale ionice sau, eventual, combinații de subunități din diferite canale, să medieze osmoresponsivitatea în creier și să compenseze absența canalelor ionice individuale. În al doilea rând, este surprinzător faptul că toate canalele TRPV par a fi activate de întinderea membranei, inclusiv umflarea celulară indusă de hipotonicitatea extracelulară, în timp ce studiile in vitro ale osmoreceptorilor OVLT presupuși au indicat că mecanismul responsabil pentru activarea hiperosmolară a acestor celule este activarea unei conductanțe cationice inactivate prin întindere care răspunde la contracția celulară.10 acestea și alte întrebări rămân de răspuns înainte de a înțelege pe deplin osmoreceptorii creierului și modul în care funcționează.