小肠上皮细胞钙转运机制研究进展
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１２ 跨 细胞途径 ． 跨 细胞途径 （ｒ ｓｅ ｕ ｒ ａ ｗ ｙ ｔ ｎｃｌ ｌ ｔ ａ） ａ ｌａ ｐ ｈ 是指肠腔 内物质 经肠上 皮细胞顶 端膜进 入细 胞 ， 由 再 细胞基底侧膜排人细胞外间隙的过来自百度文库程。钙离子跨肠 上
１ 肠 上 皮 细 胞 钙 转 运 机 制
小肠是钙离 子吸 收的 主要部 位 。生理 条件 下 ， 通 过小肠吸收的钙 约 占总吸 收量 的 ９ ％ … 。过 去认 为 ０ 十二指肠 是小肠 钙吸收的主要 部位 ， 事实并非 如此。 但 小肠各段对钙 的吸收存 在着 差异 ， 十二指肠 对钙离 子 的吸收特点是速度快 、 量少 ， 回肠对钙离子 的吸收特 而 点则是速度慢 、 量大 。研究 表 明大 鼠 回肠 、 空肠 、 十二 指肠 各段钙 吸收 量所 占 比例分 别 为 ８ ％、 ％， ８ ， ８ ４ 和 ％ 而狗的相应 比例分 别为 ８ ％ 、６ 和 ４ 。小肠 各段 ０ １％ ％
细胞外 间隙的过程 。小肠 黏 膜上皮 为单层 柱状 上皮 ，
由排 列紧密 的柱状细胞和杯状细胞组 成。柱 状细胞数
量约 占上皮 细胞总数 的 ９ ％ ， ０ 细胞游离 面有许 多密集 的微 绒毛 ； 杯状 细胞 数 量约 占 １ ％ ， 布在 柱状 细胞 ０ 分 之间。紧密连接是 由相邻 上皮细胞间的质膜顶端特化
现上皮 细胞顶端膜存在钙离子 通道后对 此才有 了较 为 清 晰的认识 。小肠上皮 细胞钙离 子通道 Ｔ Ｐ ６ 先 前 ＲＶ （ 称作 Ｅ ａ Ｃ Ｃ一２或 Ｃ Ｔ一１ 为 瞬时 受体 电位 （ｒ ｓ ｎ ａ ） ｔ ｎｉ ｔ ａ ｅ
钙吸收能力差 异 与食 糜在 小肠 内停 留 的时 间密 切相
・
６・
生物 学教 学 ２１年（ ７ 第８ ０２ 第３ 卷） 期
小 肠 上 皮细 胞 钙 转 运 机 制 研 究 进展
王坤英 贾永 芳 李 卫国 （ 南 范 学 命 学 院 新 ４０ ） 河 师 大 生科 学 乡 ５０ ３２
摘 要 钙离子跨上皮 细胞转 运分 为细胞旁途径和跨细胞途径。前者是经 紧密连接顺 电化学 梯度进行 ； 者则需 要借助 上皮细 后 胞顶膜 上的钙离子通道 蛋白 Ｔ Ｐ ６ 胞浆 钙结合蛋 白 Ｃ 、 底侧膜上 的质膜 钙 Ａ Ｐ酶 （ Ｍ Ａ 与钠 一 ＲＶ 、 Ｂ基 Ｔ ＰＣ ） 钙交换 体（ Ｃ ） Ｎ Ｘ 介导。１ ， ２～ ５ 二羟维生素 Ｄ 、 ３ 甲状 旁腺 激索（ ｒ ） 降钙素 （ Ｔ 等钙调激 素对 钙离子跨膜转运发挥调节作用 。 ＦＨ 、 ｃ）
上包含 ３ 个结构域 （ 见图 １ ： 端 由 ３７个 亲水性氨 ） Ｎ一 ２
子吸收可分为细胞 旁途 径和跨细胞途径 ’ 。 ３ Ｊ
１ １ 细胞旁途径 细胞旁 途径 （ ａ ｃｌ ｌ ａ ｗ ｙ ． ｐｒ ｅｕａ ｐｔ ａ ） ａ ｌ ｒ ｈ
是指肠腔 内物质通过肠上皮细胞之间的 紧密连 接进入
基酸组成 ， ３ 有 个锚定蛋 白（ｎ ｙｉ） ａ ｋｒ 结合位点 （ ｎ 见图 １ Ａ） 和数 个潜在 的蛋 白激酶 ｃ磷酸化位 点 ， 为胞 内定位 点； 中间为 ６次跨 膜域 ， 含有 ２个潜在 的 Ｎ一连接糖基 化位点 和位 于段 ５和段 ６之间 的一 段额 外疏 水肽链 ，
形成 离子孔道 ； Ｃ一端 由 １ １ ５ 个亲 水性 氨基酸 组成 ， 含
关 ， 测定食 糜在 回肠停 留约 １０ — １０ ｒｎ ， 据 ０ ２ ｉｓ而在 十 ａ 二指 肠只有 ２ ～６ｍｎ ［Ｊ ｉ １。吸收方式 上 ， ｓ 小肠 内钙离
ｒ ｅｔｒ ｏ ｎｉ ， Ｒ ） ｅ ｐ ｔ ｔｌ Ｔ Ｐ 的超家族 成 员 ， 于香 草酸 型 ｃ ｏｐ ｅ ａ 属 瞬时受体电位（ Ｒ Ｖ） 家族 。上 皮钙离 子 通道 结构 ＴＰ 亚
予 以 阐述 。
而成 的 ， 主要 由上皮细胞 合成 的 ｏｃ ｄ ｃｌ ｉ ｕ ｎ和 ｃ ｕ ｉ ｌ ｄｎ等 ａ 蛋 白组 成ｌｊ该 结构允许 小 的分 子或 离 子 自由通 透 。 ４，
因而钙 离子通 过紧密连接是一个被动 的、 饱和的 、 非 不 需要 消耗能量的扩散 过程 ， 只依 赖于跨 上皮 细胞两 侧 存在的钙离子浓度梯 度及其形成的 电位梯 度 。这种转 运方式在 小 肠 的 空肠 和 回肠 段尤 为 明显 ， 特别 是 在 ｃＬ ａ ２ 摄入充足 、 浓度较 高时。
关键词 紧密连接 钙离子通 道蛋 白 钙结合蛋 白 质膜钙 Ａ Ｐ酶 Ｔ 钠 一钙交换体
钙离 子与生物 体的许 多生理 活动密切 相关 ， 心 如 肌细胞动作 电位产 生 、 肉收缩 、 肌 激素分 泌 、 神经 递质 释放 、 生殖细胞 成熟 和受 精 ， 以及 细胞代 谢 、 细胞 周 期 调控等。尽 管在 哺乳 动物中每 日从食 物中摄入钙 的量 与机体需求之 间存 在很 大 的差别 ， 细胞外 液 的钙 离 但 子水平却能维持 在一个 狭窄 的范 围 内， 提示 机体存 在 钙稳态调节机 制。小肠 是 动物机 体 吸收 Ｃ ２ ａ 的主要 器官， 笔者对小肠 的钙 吸收过 程及 其机制 的研究进 展
皮转运涉及进入细胞 、 内转运 和排 出细胞 三个环节 。 胞
１２ １ 钙 离子 经 肠 上 皮 细 胞 顶 端 膜进 入 细 胞 ．． 这 一
过 程是由上皮 细胞 顶端膜 上 的上 皮钙 通道 （ ｐ ｈｌ ｌ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｉ ｃｌ ｕ ｈｎｅ， Ｃ Ｃ 或钙转运 体 （ ａ ｉｍ ｔ ｎｐｒ ａ ｉｍ ｃａｎｌ Ｅ ａ ） ｃ ｃｌ ｕ ａ ｓｏ － ｃ ｒ ｔ ｅ， ａ ） ｌ Ｃ Ｔ 介导 的。进入消化 道内的钙离 子如何 经上皮 ＂ 细胞转运 ， 长期以来一 直悬而未决 ， 直到 １９ ９９年 Ｈ ｅ－ ｏｎ ｄｒｐ ＿＿ Ｐ ｎ ｅ 等 ５及 ｅｇ等 相继在大 鼠肾 脏 和 小 肠 中 发 ｏ
１ 肠 上 皮 细 胞 钙 转 运 机 制
小肠是钙离 子吸 收的 主要部 位 。生理 条件 下 ， 通 过小肠吸收的钙 约 占总吸 收量 的 ９ ％ … 。过 去认 为 ０ 十二指肠 是小肠 钙吸收的主要 部位 ， 事实并非 如此。 但 小肠各段对钙 的吸收存 在着 差异 ， 十二指肠 对钙离 子 的吸收特点是速度快 、 量少 ， 回肠对钙离子 的吸收特 而 点则是速度慢 、 量大 。研究 表 明大 鼠 回肠 、 空肠 、 十二 指肠 各段钙 吸收 量所 占 比例分 别 为 ８ ％、 ％， ８ ， ８ ４ 和 ％ 而狗的相应 比例分 别为 ８ ％ 、６ 和 ４ 。小肠 各段 ０ １％ ％
细胞外 间隙的过程 。小肠 黏 膜上皮 为单层 柱状 上皮 ，
由排 列紧密 的柱状细胞和杯状细胞组 成。柱 状细胞数
量约 占上皮 细胞总数 的 ９ ％ ， ０ 细胞游离 面有许 多密集 的微 绒毛 ； 杯状 细胞 数 量约 占 １ ％ ， 布在 柱状 细胞 ０ 分 之间。紧密连接是 由相邻 上皮细胞间的质膜顶端特化
现上皮 细胞顶端膜存在钙离子 通道后对 此才有 了较 为 清 晰的认识 。小肠上皮 细胞钙离 子通道 Ｔ Ｐ ６ 先 前 ＲＶ （ 称作 Ｅ ａ Ｃ Ｃ一２或 Ｃ Ｔ一１ 为 瞬时 受体 电位 （ｒ ｓ ｎ ａ ） ｔ ｎｉ ｔ ａ ｅ
钙吸收能力差 异 与食 糜在 小肠 内停 留 的时 间密 切相
・
６・
生物 学教 学 ２１年（ ７ 第８ ０２ 第３ 卷） 期
小 肠 上 皮细 胞 钙 转 运 机 制 研 究 进展
王坤英 贾永 芳 李 卫国 （ 南 范 学 命 学 院 新 ４０ ） 河 师 大 生科 学 乡 ５０ ３２
摘 要 钙离子跨上皮 细胞转 运分 为细胞旁途径和跨细胞途径。前者是经 紧密连接顺 电化学 梯度进行 ； 者则需 要借助 上皮细 后 胞顶膜 上的钙离子通道 蛋白 Ｔ Ｐ ６ 胞浆 钙结合蛋 白 Ｃ 、 底侧膜上 的质膜 钙 Ａ Ｐ酶 （ Ｍ Ａ 与钠 一 ＲＶ 、 Ｂ基 Ｔ ＰＣ ） 钙交换 体（ Ｃ ） Ｎ Ｘ 介导。１ ， ２～ ５ 二羟维生素 Ｄ 、 ３ 甲状 旁腺 激索（ ｒ ） 降钙素 （ Ｔ 等钙调激 素对 钙离子跨膜转运发挥调节作用 。 ＦＨ 、 ｃ）
上包含 ３ 个结构域 （ 见图 １ ： 端 由 ３７个 亲水性氨 ） Ｎ一 ２
子吸收可分为细胞 旁途 径和跨细胞途径 ’ 。 ３ Ｊ
１ １ 细胞旁途径 细胞旁 途径 （ ａ ｃｌ ｌ ａ ｗ ｙ ． ｐｒ ｅｕａ ｐｔ ａ ） ａ ｌ ｒ ｈ
是指肠腔 内物质通过肠上皮细胞之间的 紧密连 接进入
基酸组成 ， ３ 有 个锚定蛋 白（ｎ ｙｉ） ａ ｋｒ 结合位点 （ ｎ 见图 １ Ａ） 和数 个潜在 的蛋 白激酶 ｃ磷酸化位 点 ， 为胞 内定位 点； 中间为 ６次跨 膜域 ， 含有 ２个潜在 的 Ｎ一连接糖基 化位点 和位 于段 ５和段 ６之间 的一 段额 外疏 水肽链 ，
形成 离子孔道 ； Ｃ一端 由 １ １ ５ 个亲 水性 氨基酸 组成 ， 含
关 ， 测定食 糜在 回肠停 留约 １０ — １０ ｒｎ ， 据 ０ ２ ｉｓ而在 十 ａ 二指 肠只有 ２ ～６ｍｎ ［Ｊ ｉ １。吸收方式 上 ， ｓ 小肠 内钙离
ｒ ｅｔｒ ｏ ｎｉ ， Ｒ ） ｅ ｐ ｔ ｔｌ Ｔ Ｐ 的超家族 成 员 ， 于香 草酸 型 ｃ ｏｐ ｅ ａ 属 瞬时受体电位（ Ｒ Ｖ） 家族 。上 皮钙离 子 通道 结构 ＴＰ 亚
予 以 阐述 。
而成 的 ， 主要 由上皮细胞 合成 的 ｏｃ ｄ ｃｌ ｉ ｕ ｎ和 ｃ ｕ ｉ ｌ ｄｎ等 ａ 蛋 白组 成ｌｊ该 结构允许 小 的分 子或 离 子 自由通 透 。 ４，
因而钙 离子通 过紧密连接是一个被动 的、 饱和的 、 非 不 需要 消耗能量的扩散 过程 ， 只依 赖于跨 上皮 细胞两 侧 存在的钙离子浓度梯 度及其形成的 电位梯 度 。这种转 运方式在 小 肠 的 空肠 和 回肠 段尤 为 明显 ， 特别 是 在 ｃＬ ａ ２ 摄入充足 、 浓度较 高时。
关键词 紧密连接 钙离子通 道蛋 白 钙结合蛋 白 质膜钙 Ａ Ｐ酶 Ｔ 钠 一钙交换体
钙离 子与生物 体的许 多生理 活动密切 相关 ， 心 如 肌细胞动作 电位产 生 、 肉收缩 、 肌 激素分 泌 、 神经 递质 释放 、 生殖细胞 成熟 和受 精 ， 以及 细胞代 谢 、 细胞 周 期 调控等。尽 管在 哺乳 动物中每 日从食 物中摄入钙 的量 与机体需求之 间存 在很 大 的差别 ， 细胞外 液 的钙 离 但 子水平却能维持 在一个 狭窄 的范 围 内， 提示 机体存 在 钙稳态调节机 制。小肠 是 动物机 体 吸收 Ｃ ２ ａ 的主要 器官， 笔者对小肠 的钙 吸收过 程及 其机制 的研究进 展
皮转运涉及进入细胞 、 内转运 和排 出细胞 三个环节 。 胞
１２ １ 钙 离子 经 肠 上 皮 细 胞 顶 端 膜进 入 细 胞 ．． 这 一
过 程是由上皮 细胞 顶端膜 上 的上 皮钙 通道 （ ｐ ｈｌ ｌ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｉ ｃｌ ｕ ｈｎｅ， Ｃ Ｃ 或钙转运 体 （ ａ ｉｍ ｔ ｎｐｒ ａ ｉｍ ｃａｎｌ Ｅ ａ ） ｃ ｃｌ ｕ ａ ｓｏ － ｃ ｒ ｔ ｅ， ａ ） ｌ Ｃ Ｔ 介导 的。进入消化 道内的钙离 子如何 经上皮 ＂ 细胞转运 ， 长期以来一 直悬而未决 ， 直到 １９ ９９年 Ｈ ｅ－ ｏｎ ｄｒｐ ＿＿ Ｐ ｎ ｅ 等 ５及 ｅｇ等 相继在大 鼠肾 脏 和 小 肠 中 发 ｏ