Введение
Шок, вызванный внезапным изменением концентрации растворенного вещества вокруг клетки Осмотический шок или осмотический стресс - это физиологическая дисфункция, вызванная внезапным изменением концентрации растворенного вещества вокруг клетки, что вызывает быстрое изменение движения воды через ее клеточную мембрану. В гипертонических условиях высокие концентрации солей, субстратов или любого растворенного вещества в надплавной воде выводятся из клеток через осмос. Это также ингибирует транспортировку субстратов и кофакторов в клетку, таким образом "шокируя" клетку. В качестве альтернативы, при гипотонических условиях, когда концентрация растворенных веществ низкая, вода попадает в клетку в больших количествах, вызывая ее опухоль и либо разрыв, либо апоптоз. Все организмы имеют механизмы реагирования на осмотический шок, с помощью датчиков и сетей передачи сигналов, предоставляющих клетке информацию об осмолярности окружающей среды; эти сигналы активируют реакции для борьбы с экстремальными условиями. Клетки, имеющие клеточную стенку, имеют тенденцию быть более устойчивыми к осмотическому шоку, потому что их клеточная стена позволяет им поддерживать свою форму. Хотя одноклеточные организмы более уязвимы к осмотическому шоку, поскольку они непосредственно подвергаются воздействию окружающей среды, клетки у крупных животных, таких как млекопитающие, все еще страдают от этих стрессов в определенных условиях. Текущие исследования также показывают, что осмотический стресс в клетках и тканях может значительно способствовать многим заболеваниям человека. У эукариот кальций действует как один из основных регуляторов осмотического стресса. Уровни внутриклеточного кальция повышаются при гипоосмотическом и гиперосмотическом стрессах.
Osmotic shock or osmotic stress is physiologic dysfunction caused by a sudden change in the solute concentration around a cell, which causes a rapid change in the movement of water across its cell membrane. Under hypertonic conditions conditions of high concentrations of either salts, substrates or any solute in the supernatant water is drawn out of the cells through osmosis. This also inhibits the transport of substrates and cofactors into the cell thus “shocking” the cell. Alternatively, under hypotonic conditions when concentrations of solutes are low water enters the cell in large amounts, causing it to swell and either burst or undergo apoptosis. All organisms have mechanisms to respond to osmotic shock, with sensors and signal transduction networks providing information to the cell about the osmolarity of its surroundings; these signals activate responses to deal with extreme conditions. Cells that have a cell wall tend to be more resistant to osmotic shock because their cell wall enables them to maintain their shape. Although single celled organisms are more vulnerable to osmotic shock, since they are directly exposed to their environment, cells in large animals such as mammals still suffer these stresses under some conditions. Current research also suggests that osmotic stress in cells and tissues may significantly contribute to many human diseases. In eukaryotes, calcium acts as one of the primary regulators of osmotic stress. Intracellular calcium levels rise during hypo osmotic and hyper osmotic stresses.
Для гиперосмотического напряжения
Кальций играет большую роль в восстановлении и толерантности как при гипер- , так и при гипоосмотических стрессовых ситуациях. При условиях гиперосмотического стресса наблюдается повышенный уровень внутриклеточного кальция. Это может играть решающую роль в активации второго пути передачи данных. Одним из примеров кальциевой активированной второй молекулы-мессенджера является MAP Kinase Hog 1. Он активируется при условиях гиперосмотического стресса и отвечает за увеличение производства глицерина в клетке после осмотического стресса. Более конкретно, он работает, посылая сигналы в ядро, которые активируют гены, ответственные за производство и поглощение глицерина. Этот приток кальция может изменить проницаемость клетки. Эти рецепторы регулируют уровень натрия и калия по обе стороны клеточной мембраны.