Как аквапорины влияют на здоровье глаз?

В последнее время у фармакологов всего мира огромный интерес вызывают трансмембранные каналы, обеспечивающие быстрый транспорт воды через биологические мембраны, и образующие трансмембранные белки, получившие название «аквапорины».

В 2003 г. молекулярный биолог Питер Эгр и биохимик Родерик МакКинон были удостоены Нобелевской премии по химии за открытие системы особых протеинов аквапоринов (AQP) — белков, регулирующих межклеточный транспорт воды в тканях. Аквапорины — биохимический фундамент для нормального функционирования «метаболического котла» всех органов и тканей. Они способны проводить 3 млрд молекул воды в 1 с в расчете на каждый мономер, и присутствуют во всех без исключения живых клетках.

Прежде всего локализацию аквапорина изучили в почках, так как в функциональной единице почки — нефроне — фильтруется кровь, образуя первичную мочу, которая затем путем обратного всасывания воды концентрируется. Именно аквапорины обеспечивают реабсорбцию воды в мочевых канальцах и мочевых протоках почек. В почках работают шесть разных аквапоринов. Мутация одного из них приводит к заболеванию — несахарному диабету. У таких больных моча в почках не концентрируется, в результате чего их организм выводит очень много жидкости, организм обезвоживается, и они постоянно испытывают жажду.

Аквапорин-4 присутствует в клетках роговицы глаза и мозга, аквапорин-5 — в клетках секреторных желез, производящих слезы, пот и слюну. Аквапорин-3 содержится в клетках эпителия и защищает кожу от обезвоживания, чем весьма заинтересовались, в частности, косметологи. Этот же белок есть в эритроцитах.

Природа многих заболеваний связана с аквапоринами. Прежде всего это болезни почек, нарушения зрения, повреждения и отек мозга, ожирение, гипертермия, малярия, различные интоксикации. Следует учесть, что исследование аквапоринов находится на стадии интенсивного развития, поэтому перечень заболеваний, связанных с аквапоринами, может со временем существенно расшириться. Так, например, недавно исследователи из Университета Линкепинга (Швеция) определили, что клетки способны перемещаться за счет силы воды. Вообще способность клеток к перемещению и изменению формы важна для многих биологических процессов. Белые кровяные тельца, например, собираются в «горячих точках», таких как очаг воспаления или инфекции. Стволовые клетки эмбриона перемещаются в различных направлениях, чтобы сформировать органы.