Novel approach to calculation of Na+/Cl- selectivity in tight junctions between epithelial cells

Abstract

Full Text

Белки клаудина в плотных контактах (ПК) между эпителиальными клетками (см. [1]), несущие ионогенные группы, влияют на процесс проникновения ионов в ПК как за счет своих зарядов, так и за счет изменения структуры воды внутри ПК, влияя на корреляционную длину Л2 Пв ПК. Последний эффект приводит к изменению энергий сольватаций Na+ и Cl- в ПК по сравнению с объемной водой. Энергии сольватации ионов как в свободном растворе, в ПК, так и разность между ними AW были рассчитаны по формулам предложенного нами в [2] нового подхода к расчету энергии сольватации ионов. Формула для Na+/Cl- селективности в ПК: SNa/Cl=(DNa/DCl) exp{F[AWCl-AWNa-2FA9]/RT} (см. в [3]) связывает SNa/ Cl с диэлектрической функцией объемной воды, распределением заряда внутри иона и Л2 в ПК, от которых зависят энергии пересольватации ионов AWNa и AWCl (формула (27) в [2]). Численные оценки SNa/Cl сравнивались с экспериментальными данными, полученными в [1] для Na+/Cl-селективности в ПК клеток MDCK. Расчетное значение SNa/Cl=4.5 совпадает с экспериментальным для NaCl раствора c = 0.15M при значениях параметров: Л2/Л1=1.49, концентрации зарядов в ПК 0.06с. Возникновение Na+/ Cl- селективности в ПК обусловлено главным образом существенным снижением концентраций обоих ионов внутри ПК из-за достаточно больших отрицательных значений энергий пересольватации, а также наличием в ПК отрицательных зарядов макромолекул клаудина.