上皮的泵-漏模型揭示细胞旁通路在水运输中的作用及边界条件的重要性

我们建立了一个上皮转运的泵-漏模型，其中通过上皮的水通量被建模为一个隔室或汇，其体积随时间线性增长。描述了一种计算汇隔室电压的方法，以及该方程组的解析解。我们展示了如何使用增长边界条件来模拟稳态下水与离子通量均可能存在的场景。可以驱动连续的水通量通过上皮，其动力来自 Na+ 泵在隔室之间建立的小渗透梯度。我们表明，细胞旁途径在上皮转运的运作中起着关键作用，确保通过上皮的通量呈电中性。对于位于基底外侧膜的 Na+ 泵，通过在顶端膜上具有高 Na+ 电导、在基底外侧膜上具有高 K+ 电导，可使水通量方向与 Na+ 离子方向相同。翻转这些电导会改变水通量的方向。我们引入一种图解形式，清晰展示水转移的确切机制，显示渗透与电学约束。我们证明，当细胞外渗透压较低（约 10mOsm）时，细胞内渗透压可以显著超过前者，并产生高渗溶液。

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