支食道腦炎（簡稱甲亢）是由多種細胞和細胞組分參與的氣道慢性發(fā)炎性疾患。腎病病人支食道粘膜中存在以嗜酸粒細胞（，EOS）為主的發(fā)炎細胞浸潤，浸潤的EOS遷移時容積和外觀就會發(fā)生變化，這就須要細胞內外水的快速跨膜轉運。在胃部水轉運過程中起重要作用的物質為水通道蛋白（，AQPs）。現(xiàn)將胃部AQPs與痛風的關系綜述如下。
1AQPs結構及其在肺組織中的分布
1.1AQPs的來源AQPs是一組與水通透有關的介導水跨膜轉運的細胞膜轉運蛋白。主要介導自由水被動跨生物膜轉運，能明顯降低細胞膜水私密性，對保持細胞內外水平衡起重要作用。它廣泛存在于生物組織的內皮細胞和表皮細胞膜上。早在19世紀中葉就有人提出細胞膜上可能有介導水轉運的通道，直至1957年，Sidce和Soloman才發(fā)覺細胞膜的高效水私密性由水選擇性通道介導。在1991年Agre等完成了第一個AQPs的cDNA的分子克隆和功能鑒別，否認了在喂奶植物的細胞膜上存在特異轉運水的通道-AQPs，進而使水代謝的研究進人了一個嶄新的階段。AQPs廣泛分布于四肢各組織，定位于染色體18q11-12，迄今已在喂奶動物體內發(fā)覺13種AQPs（AQPO-AQP12），稱為AQPs家族。
1.2AQPs的結構AQP是一種相對分子質量約30000糖蛋白細胞膜水通道，其二級結構由2個分別坐落肽鏈一側的重復部份構成，每位分子包括6個跨膜區(qū)域和5個環(huán)（A、B、C、D、E），其中A環(huán)有N-聯(lián)接糖基化位點；E環(huán)NPA序列前的半胱谷氨酸是AQPs的汞抑制部位。AQP整個分子前后兩部份在序列上相像，在膜上呈180度對稱鏡像結構，接近多肽和甲基端的B環(huán)和E環(huán)各有由3個多肽（木通酰氨-脯谷氨酸-甘氨酸）組成的基元，這是該蛋白家族成員共有的高度同源的特點性結構。AQPs的二級結構由40%的α-螺旋和42%～43%的β-片層及拐角構成，它的五級結構以四聚體方式存在，每一個單體都是獨立的功能性水通道。水通道的立體結構主要來始于對AQP1的分子結構研究，AQP1屬于糖蛋白，在質膜中產(chǎn)生四聚體。在四個單體的中空部份富含獨立的孔道，每一個孔道的大小約為一個單水份子，孔道中間部位的正電荷制止帶電荷的質子和其他離子通過。
1.3AQPs的分布目前已鑒別出6種肺AQPs，分別是AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8和AQP9，其中AQP1、AQP3、AQP4、AQP5與肺組織液體轉運關系尤為密切，在肺臟毛細血管間的水跨膜轉運中發(fā)揮重要作用。AQPs在組織分布上有一個明顯特征，即在同一細胞定位上，沒有兩種以上AQPs重迭分布，從而顯示出每種AQP的特殊地位和作用。上呼吸道中AQP1、AQP3、AQP4和AQP5均有抒發(fā)，而下呼吸道中主要是AQP1和AQP5分布。這樣的分布促使肝臟樹根型結構的各個層面均有不同的AQPs的抒發(fā)，以便其參與胰臟不同部位的水份子運動。
AQP1主要抒發(fā)于肺組織的血管內皮細胞、氣管腔上皮細胞頂膜面和支食道粘膜下腺上皮細胞，肺臟Ⅱ型上皮細胞頂膜面，另外在腹膜臟層周圍毛細血管內皮細胞腔膜面、基側膜面以及腹膜臟層的間皮細胞也有抒發(fā)。
AQP3存在于大氣道表面上皮細胞和腺泡細胞基底膜及小食道上皮細胞頂質膜，再者AQP3在心臟集合管主細胞的基底側和食道、鼻咽等上皮細胞也有抒發(fā)。
AQP4分布于大小氣道上皮、肺泡內皮細胞、Ⅰ型肺臟上皮細胞、纖毛管及腺泡細胞的基緣膜、支食道、氣管柱狀上皮。AQP4在腦主要分布于腦表面的軟顳葉，腦室系統(tǒng)的室管膜，緊靠蛛網(wǎng)膜下腔和坐落血管周圍的星形膠質細胞，視上核和室旁核。據(jù)悉在鼻腔上皮細胞等也有抒發(fā)。
AQP5坐落肺臟Ⅰ型細胞的頂膜面、上氣道的分泌上皮細胞，Kreda等用原位雜交和免疫螢光技術發(fā)覺AQP5在呼吸道上皮表層的柱狀上皮細胞頂膜和粘膜，下腺腺泡細胞頂膜也有抒發(fā)，同時在一些分泌性細胞中也有抒發(fā)，如頜下腺、腮腺上皮細胞等。
AQP8和AQP9在肺組織中也有抒發(fā)，但其細胞定位還不清楚。研究表明：AQP8在呼吸道粘膜下腺抒發(fā)，再者AQP8在喂奶植物的腸道道、睪丸、心臟、腎和食道中都有廣泛的抒發(fā)。AQP9除在胃部外，在垂體前葉、中樞神經(jīng)系統(tǒng)，黃斑、甲狀腺、胃腸道、肝和精巢等部位都有分布。
2肺AQPs的生理功能
肺是二氧化碳交換的場所，對保持肺臟和毛細血管間水的平衡、肺泡內相對干燥的環(huán)境，維持正常的二氧化碳交換功能具有重要的意義。水的跨膜轉運有兩種基本形式：穿越膜脂類單層的簡單擴散和通道介導的水轉運，但主要形式是通道介導的水轉運。AQPs功能均不受氣溫和脂類膜成份影響，并且不存在開放和關掉的功能狀態(tài)，只要有滲透壓梯度就有水分子順滲透壓梯度通過水孔通道。在生理情況下，水通道基本上處于激活狀態(tài)；水經(jīng)水通道向高滲方向的轉運，通常不須要門控或其他調節(jié)。肺臟內水的轉運主要有兩條途徑，一是伴隨Na+的主動轉運，二是經(jīng)肺臟上皮上的AQPs，AQPs抒發(fā)的不重性和復雜的模式為AQPs在肺和氣道的生理功能提供了間接的證據(jù)。
肺AQPs功能包括參與出生時肺內液體的吸收及急性、亞急性肺損傷時肺水容量的調節(jié)及吸入二氧化碳的濕化、氣道表面液體容量的調節(jié)、氣道液體的吸收等方面。通過對兔的研究發(fā)覺AQPs抒發(fā)水平的變化提示個別水通道可能參與出生初期肺部液體的快速轉運，這對于盡快恢復正常呼吸功能可能具有重要意義。
3肺AQPs與痛風的聯(lián)系
肝炎以氣道發(fā)炎浸潤、氣道高反應性、黏液高分泌、氣道塑造為主要病理特點，其發(fā)病機制較為復雜，目前仍未明晰，如今被大多學者所接受是氣道慢性發(fā)炎學說。該學說覺得腎病大多是由敏感個體對環(huán)境中正常抗體的異常免疫應答形成，這些異常的免疫應答主要由CD4+T輔助細胞中的Th2細胞造成。大量研究表明Th2分泌的細胞因子（如IL-4、IL-5、IL-13等）在起始和維持氣道慢性發(fā)炎級聯(lián)反應中發(fā)揮關鍵性的調節(jié)作用。其中IL-13是近些年來較受關注的Th2細胞因子，它可剌激B細胞的增殖和IgE的合成，IgE通過與肥大細胞、嗜堿粒細胞互相作用可誘發(fā)癲癇的急性發(fā)作。最近發(fā)覺氣道塑造，即氣道結構發(fā)生改變也成為腎病的病理改變。
呼吸系統(tǒng)普遍存在著液體的分泌、吸收和轉運等復雜的生理和病理過程，通過研究發(fā)覺，肺炎發(fā)作時，氣道粘液大量形成和分泌，氣道粘液中的黏蛋白相對量增多或則黏蛋白/水鹽比列失衡會產(chǎn)生較高的黏滯性使其較難被清理。呼吸道的多種上皮通道蛋白Na+、Cl-和水通道可通過控制水鹽跨膜轉運來調節(jié)氣道表面液體成份、厚度及粘液-鞭毛擺動速度。氣道粘液降低或則黏稠將有利于粘液的排出，現(xiàn)已公認水份子運動在肺炎發(fā)作時的氣道阻塞中起重要的作用。由此可見，在肺水轉運過程中起重要作用的肺AQPs與痛風的發(fā)作也存在著密切的聯(lián)系。研究發(fā)覺，不同的肺AQPs在肺癌的發(fā)作過程中發(fā)揮著不同作用。
3.1AQP1AQP1是肺組織主要的AQPs，是肺組織水轉運功能中液體快速轉運的通道。AQP1主要負責清理支食道和脈管周圍組織內的水份，促使支食道上皮和血管周圍組織的水份的轉運。分布于肺微血管內皮的AQP1，對維持血管與問質之間水運動的平衡有重大意義，對維持正常肺組織的通氣和換氣功能起重要作用。King等研究發(fā)覺，用生理鹽水靜脈灌注后，在先天缺少AQP1基因的個體中，血管壁增厚20%；而正常個體血管壁卻增厚44%，表明AQP1在肺血管私密性中有重要作用。這是首次剖析AQPs在人肺中的生理功能研究。等研究發(fā)覺倘若大鼠肺毛細血管內皮缺少AQP1，肺臟毛細血管間水的滲透力可增長90%，表明呼吸道中水通過毛細血管運輸主要由AQP1介導，AQP1可以使水快速通過毛細血管內皮細胞步入周圍的組織液中，調控細胞間液體量和血管體積的流體靜壓與膠體膨脹壓，對維持氣道正常生理功能具有重要作用。
研究表明，多數(shù)增生細胞的細胞膜都存在AQP1的抒發(fā)，它為細胞遷移提供了一條水份子快速步入細胞的途徑，并借此推動細胞運動。AQP1的過度抒發(fā)，可使氣道內水份顯著增多，促使氣道的高反應性，加重增生細胞的滲出，降低氣道粘液的分泌。唐順廣等研究發(fā)覺，肺炎急性期AQP1的過度抒發(fā)與發(fā)炎反應、水分泌與交換增多相一致，提示AQP1參與了肺炎急性增生期的發(fā)病機制，在癲癇急性期發(fā)炎滲出、液體異常流動中起重要作用。據(jù)悉，肉芽組織新生血管的囊腫過程中，AQP1的高抒發(fā)對血管的再生速率有明顯的提升，提示AQP1可能加速血管內皮細胞的遷移，產(chǎn)生衰弱的新生血管網(wǎng)。研究間接提示，AQP1可能在引起氣道塑造的過程中有一定的作用。
3.2AQP3AQP3廣泛分布于各組織細胞，其抒發(fā)的量、對水的轉運及其在各部位所起作用的大小受好多誘因的調節(jié)。最近用原位雜交和免疫螢光技術測量顯示，在小氣道中AQP3被確定，在肺臟上皮，AQP3坐落Ⅱ型細胞。AQP3在呼吸道上皮的抒發(fā)參與了AQPs在氣道的復雜的網(wǎng)路組成，經(jīng)這些網(wǎng)路來調節(jié)和保持氣道表面的液體平衡且對避免病菌入侵過程中起著極其重要的作用。對于這些液體平衡是如何在氣道中維持并濕化吸入的氣流細胞膜水通道，多數(shù)學者覺得是與粘膜下血管和胃壁上的AQPs分布相關，使水從血管向氣道腔側轉運。并且，Krane等研究結果發(fā)覺，AQP3在保持氣道溫度，氣道表面液體的水合作用及液體的吸收中作用很小。所發(fā)覺的AQP3的功能受pH值調節(jié)，使AQP3的調節(jié)可能更復雜。在腦部，通過這些復雜的AQPs網(wǎng)路調節(jié)呼吸道跨上皮的水轉運機制還得進一步研究。在Cao等的研究手指出：AQP3抒發(fā)于人體的皮膚的肌纖維母細胞上，當人體創(chuàng)口結疤時，加速肌纖維母細胞從創(chuàng)口周圍向創(chuàng)口遷移，促使修補創(chuàng)口，這表明AQP3有可能與氣道塑造相關。
3.3AQP4AQP4分布于大小氣道上皮、肺泡內皮細胞、Ⅰ型肺臟上皮細胞、纖毛管及腺泡細胞的基緣膜，是目前為止發(fā)覺的唯一一種在支食道上皮底部細胞上抒發(fā)量較為豐富的AQPs。正常的支食道上皮細胞即使抒發(fā)AQP4但不分泌粘液。研究發(fā)覺AQP4基因敲除大鼠中則粘液分泌量較少。在野生型肝炎大鼠肺中出現(xiàn)水，AQP4抒發(fā)上調，結果提示：AQP4可能參與了肺炎條件下粘液分泌的調控作用，即AQP4才能促使腎病條件下的粘液分泌，導致粘液過分泌；AQP4上調或缺位則可抑制腸炎條件下的粘液分泌，緩解青光眼病癥。據(jù)悉，小氣道的上皮細胞化生成杯狀細胞是肺炎發(fā)生的一個重要標志，正常小鼠支食道中的杯狀細胞中并沒有AQP4的抒發(fā)，提示我們，AQP4可能在上皮細胞向杯狀細胞轉化的過程中起到推動作用。
3.4AQP5AQP5坐落肺臟Ⅰ型細胞的頂膜面、支食道鞭毛柱狀上皮細胞的頂膜面、黏膜下胃壁、肺泡上皮細胞，通過AQP5蛋白抒發(fā)部位可以看出AQP5在肺部與胃壁分泌、氣道及肺部液體清理、正常呼吸道氣道表面液體的產(chǎn)生均有密切關系。AQP5是粘膜下胃壁液體分泌的主要參與者，粘膜下腺AQP5的降低可以引起氣道液體分泌的降低和黏蛋白含量降低。
石志紅等的研究發(fā)覺，AQP5的抒發(fā)硬度與FEV1/FVC，、FEV1預計值呈正相關關系，即AQP5抒發(fā)可能與病人氣流受限的嚴重程度呈負相關關系，AQP5抒發(fā)越弱，導致氣流受限程度越重，反之越輕，說明AQP5抒發(fā)改變造成的病人氣道粘液分泌異常造成氣流受限的產(chǎn)生和發(fā)展。
AQP5廣泛分布于肺臟Ⅰ型上皮細胞的腔頂面，最近研究提示，IL-13可以改變AQP5的抒發(fā)使上皮細胞的內環(huán)境穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化，從而加重帕金森氣道發(fā)炎，其機制可能是肺炎時氣道分泌大量的增生介質和細胞因子，致使氣道損傷，導致上皮細胞的開裂和破壞，致使AQP5的增加而進一步加重帕金森的病史。
AQP5與氣道高反應性有關，Krane等研究表明：AQP5缺位鼠與野生型鼠相比，其氣道對甲基膽堿或甲基甲膽堿反應更敏感，更容易引發(fā)支食道攣縮，但AQP5所致氣道高反應性的機制仍不清楚。通過研究發(fā)覺，AQP5在大鼠Ⅰ型肺臟頂膜上高抒發(fā)，大鼠Ⅰ型肺臟是目前為止發(fā)覺的水私密性最高的細胞之一。AQP5怎樣導致氣道超敏反應其具體機制還不清楚，King猜想，AQP5可能在調節(jié)氣道水穩(wěn)態(tài)中起作用，喉部區(qū)域性水分布發(fā)生變化，會減緩氣道收縮，而這又會造成粘膜彎曲變型，減緩粘液向腔內的排放，造成粘液集聚。
4展望
隨著對AQPs的深入研究，人們漸漸對AQPs在生理、病理狀態(tài)下的作用，AQPs與相關疾患的發(fā)病機制有了進一步的認識。通過對腦部AQPs與腎病的作用聯(lián)系的研究，我們發(fā)覺，AQP1參與了腦部水的轉運和腎病急性增生期的發(fā)病機制，AQP3可能在保持氣道表面的液體平衡而且對避免真菌入侵、氣道重構等起著重要的作用，AQP4可能參與了肺炎條件下粘液分泌的調控，AQP5與氣道高反應性、氣流受限、調節(jié)氣道水穩(wěn)態(tài)有關，對于其他的通道我們其實還沒有更為深入細致的研究，并且這種為我們探求醫(yī)治濕疹的新途徑提供了新的方向和思路。