Аквапорины и транспорт воды в роговице

свидетельствует об участии AQP1 в активном выведении жидкости из стромы роговицы через эндотелий.

Механизмы, посредством которых удаление AQP1 нарушает сохранение прозрачности роговицы, остаются неясными. В первичных культурах эндотелиальных клеток роговицы дефицит AQP1 снижал осмотически обусловленную проницаемость клеточной мембраны для воды, но не нарушал активный почти изоосмолярный трансцеллюлярный транспорт жидкости (44). Общепринятый механизм трансцеллюлярного, облегчённого AQP транспорта жидкости применительно к эндотелию роговицы ставился под сомнение: Фишбарг и соавт. предложили центральную роль электроосмотического сопряжения транспорта жидкости с рециркулирующими токами в межклеточных контактах (45). Эта модель, подробнее описанная в другой главе этого тома, постулирует, что AQP1 участвует главным образом в регуляции объёма клеток, — роль, которую по-прежнему трудно согласовать с резко выраженным фенотипом набухания роговицы у мышей без AQP1 и со значительно более медленной регуляцией объёма клеток по сравнению с осмотическим уравновешиванием.

Аквапорины и секреция жидкости на глазной поверхности

Глазная поверхность выстлана многослойными эпителиями роговицы и конъюнктивы, контактирующими со слёзной плёнкой. Проницаемость глазной поверхности для воды вместе со скоростями испарительной потери воды, продукции и оттока слёзной жидкости определяет объём и осмоляльность слёзной плёнки, а также содержание воды в строме роговицы. Активная секреция Cl− и всасывание Na+ обеспечивают суммарную секрецию воды в слёзную жидкость через эпителии как роговицы, так и конъюнктивы (обзор в 46). Глазная поверхность, и в частности эпителий конъюнктивы (площадь которого у человека в 17 раз больше площади роговицы), вносит вклад в активную секрецию слёзной жидкости в базальных условиях и ещё больший — при стимуляции. Для изучения теоретической значимости проницаемости глазной поверхности для воды в отношении осмоляльности слёзной плёнки была разработана вычислительная модель баланса слёзной плёнки. Модель продемонстрировала чувствительность осмолярности слёзной плёнки как к избыточному испарению слезы, так и к недостаточной секреции слёзной жидкости — двум основным причинам синдрома сухого глаза (рис. 4; ссылка 47). В этой модели слёзная жидкость, образуемая осмотическим потоком (Jv) и изоосмолярной активной секрецией (Js), удаляется испарением (Je) и изотоническим оттоком (Jd), так что в стационарном состоянии Js + Jv = Je + Jd. Предсказанная осмолярность слёзной плёнки сильно зависела как от пассивного проникновения воды, так и от активной секреции жидкости на глазной поверхности.

Серия измерений указала на участие AQP в осмотически обусловленном транспорте воды на глазной поверхности (47). У мышей без AQP5 толщина роговицы увеличена (144 против 123 мкм, по данным 43). Осмотическую проницаемость плазматической мембраны клеток эпителия роговицы для воды измеряли у мышей методом перфузии глазной поверхности (рис. 5A) с микрофлуориметрической регистрацией тушения кальцеина в поверхностных клетках. Проницаемость для воды была высокой (0,045 см/с) и при дефиците AQP5 снижалась примерно вдвое (рис. 5B). При аналогичном измерении в конъюнктиве мембранная проницаемость для воды зависела от AQP3: при дефиците AQP3 осмотическое уравновешивание замедлялось примерно в четыре раза. Проницаемость для воды через интактную роговицу и конъюнктиву (Pf) — параметр, описывающий движение воды в гиперосмолярную слёзную плёнку in vivo, — измеряли методом разведения красителя по флуоресценции декстрана с техасским красным в анизоосмолярном растворе в микрокамере на глазной поверхности. Pf целой роговицы составила 0,0017 см/с и