Осмотический шок или осмотический стресс - это физиологическая дисфункция, вызванная внезапным изменением концентрации растворенного вещества вокруг клетки , которое вызывает быстрое изменение движения воды через ее клеточную мембрану . В условиях высоких концентраций солей , субстратов или любых растворенных веществ в супернатанте вода выводится из клеток посредством осмоса.. Это также подавляет транспорт субстратов и кофакторов в клетку, таким образом «шокируя» клетку. С другой стороны, при низких концентрациях растворенных веществ вода проникает в клетку в больших количествах, вызывая ее набухание и либо разрыв, либо апоптоз . [1]
У всех организмов есть механизмы реагирования на осмотический шок, с датчиками и сетями передачи сигналов, предоставляющими клетке информацию об осмолярности окружающей среды; [2] эти сигналы активируют реакцию на экстремальные условия. [3] Хотя одноклеточные организмы более уязвимы к осмотическому шоку, поскольку они напрямую подвергаются воздействию окружающей среды, клетки крупных животных, таких как млекопитающие, все еще страдают от этого стресса при некоторых условиях. [4] Текущие исследования также показывают, что осмотический стресс в клетках и тканях может вносить значительный вклад в развитие многих заболеваний человека. [5]
У эукариот кальций действует как один из основных регуляторов осмотического стресса. Уровень внутриклеточного кальция повышается при гипоосмотическом и гиперосмотическом стрессах.
Механизмы восстановления и толерантности [ править ]
При гиперосмотическом стрессе [ править ]
внеклеточная секвестрация кальция альбумином крови .
Преходящее внутриклеточное повышение Ca 2+ .
При гипоосмотическом стрессе [ править ]
увеличение внутриклеточного Ca 2+ и высвобождение внеклеточного АТФ [6]
Кальцийзависимый отток осмолита таурина . Было обнаружено, что удаление внеклеточного кальция предотвращает отток таурина на 50%, а удаление внеклеточного Ca 2+ и одновременное истощение внутриклеточных запасов Ca 2+ с помощью тапсигаргина уменьшило его на 85%. [7]
Осмотическое повреждение человека [ править ]
См. Также [ править ]
- Осмолит
- Мио- Инозитол
- Таурин и Таурин-транспортная АТФаза
- Креатин
- Бетаины
- Триметилглицин - бетаин и метаболит холина
- Сорбитол
- Глицерофосфохолин
Ссылки [ править ]
- ^ Lang KS, Lang PA, Bauer C, et al. (2005). «Механизмы суицидной гибели эритроцитов» . Клетка. Physiol. Биохим . 15 (5): 195–202. DOI : 10.1159 / 000086406 . PMID 15956782 .
- ^ Kültz D, Burg M (1 ноября 1998). «Эволюция передачи сигналов осмотического стресса через каскады киназ MAP» . J. Exp. Биол . 201 (Pt 22): 3015–21. PMID 9787121 .
- ^ Kültz D (2007). «Осмотическое зондирование стресса и сигнализация у животных» . Журнал FEBS . 274 (22): 5781–5781. DOI : 10.1111 / j.1742-4658.2007.06097.x . PMID 17944944 .
- Перейти ↑ Ho SN (2006). «Внутриклеточный водный гомеостаз и реакция клеток млекопитающих на осмотический стресс». J. Cell. Physiol . 206 (1): 9–15. DOI : 10.1002 / jcp.20445 . PMID 15965902 .
- ^ Брокер, C; Томпсон, округ Колумбия; Василиев, V (август 2012 г.). «Роль гиперосмотического стресса в воспалении и болезнях» . Биомолекулярные концепции . 3 (4): 345–64. DOI : 10.1515 / Bmc-2012-0001 . PMC 3438915 . PMID 22977648 .
- ^ Элен Оливье; Карин Пичаван-Рафини; Энеур Пуйль-Стефан; Патрик Кальвес; Лилиан Нонотт; Гай Ноннотт (2006). «Влияние гипоосмотического стресса на высвобождение АТФ в изолированных гепатоцитах камбалы (Scophthalmus maximus)» . Биол. Cell . 98 (7): 427–437. DOI : 10.1042 / BC20050077 . PMID 16519627 .
- ^ Olivero P, Stutzin A (2004). «Кальций регулирует отток осмочувствительного таурина в клетках HeLa». Neurochem. Res . 29 (1): 169–76. DOI : 10,1023 / Б: NERE.0000010446.50158.8d . hdl : 10533/175225 . PMID 14992276 .
