水通道蛋白(aquaporins,AQP)也是影响水Na+代谢的另一重要因素。AQP是一组构成水通道与水通透性有关的细胞膜转运蛋白,广泛存在于动物、植物及微生物界。目前在哺乳动物组织监定的AQP有8种(AQP0、AQP1、、AQP2、AQP3、AQP4、AQP5、AQP6、AQP7),统称为“Aquaporins(AQPs)”,每种AQP有其特异性的组织分布。不同的AQP在肾和其它器官的水吸收和分泌过程中有着不同的作用和调节机制。水通过水通道转运与简单扩散不同,其渗透通透性远大于扩散通透性。水利用水通道蛋白可以向高渗方向移动,这一过程很快,不需要“门控”等调节。在生理情况下,基本上处于激活状态,且不受质膜分子组成及温度等的影响。
①AQP1:位于红细胞膜上,生理状态下有利于红细胞在渗透压变化的情况下,如通过髓质高渗区时得以生存;也存在于淋巴管、毛细血管和小
静脉内皮细胞中,对水分迅速进入淋巴管和血管床,调控细胞间液体量、毛细血管流体静压和血浆胶体渗透压起着重要作用;也位于近曲小管享氏袢降支管腔膜和基膜以及降支直小血管管腔膜上和基膜,对水的运输和通透发挥调节作用。
②AQP2:位于集合管,约有10%的肾小球滤过液流经集合管时在AQP2的参与下被重吸收,在肾浓缩机制中起重要作用。当AQP2发生功能缺陷时,将导致尿崩症。
③AQP3位于肾集合管、膀胱、皮肤、巩膜和胃肠道粘膜。AQP3不仅能转运水,而且也能转运尿素和甘油,对尿液浓缩起重要作用。拮抗AQP3可产生利尿反应。
④AQP4:位于集合管主细胞基质侧,可能提供水流出通道。也分布于渴中枢,可能参与调节血浆的渗透压和控制ADH的分泌,在中枢神经系统介导水转运。
⑤AQP5:主要分布于外分泌组织,如泪腺和唾液腺,与泪腺和唾液的产生相关,可能提供分泌通道。也分布于肺,可能参与呼吸不显蒸发,有迅速清除新生儿、婴儿肺内液体的作用。
⑥AQP6:位于肾,其功能尚不清楚,推测与肾脏的水转运有关。
⑦AQP7:位于心脏、肾脏、骨胳,转运甘油功能大于转运水的功能。
⑧AQP0:是晶状体纤维蛋白的主要成分(占60%),维持晶体水平衡,与晶状体的透明有关。
总之,水通道的发现对于水代谢的研究有重要意义,但目前的了解还是初步的,许多问题尚待进一步研究。