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我们建立了一种上皮转运的泵—漏模型，其中将水经上皮的通量建模为一个体积随时间线性增长的隔室或汇。文中介绍了一种计算汇隔室电压的方法，并给出了该方程组的解析解。我们展示了如何利用增长型边界条件，模拟稳态下水和离子均可发生通量的情形。Na⁺泵通过在各隔室之间建立微小的渗透梯度，能够驱动水持续通过上皮。我们表明，旁细胞通路在上皮转运过程中发挥着关键作用，可确保通过上皮的通量保持电中性。对于位于基底外侧膜上的 Na⁺泵，若顶端膜具有较高的 Na⁺电导、基底外侧膜具有较高的 K⁺电导，则水通量可与 Na⁺离子同向；反转这两种电导的分布则会改变水通量的方向。我们提出了一种图示形式，可清晰揭示水转运的具体机制，并展示其中的渗透与电学约束。我们还证明，当细胞外渗透浓度较低（约为 10 mOsm）时，细胞内渗透浓度可能显著高于细胞外，并形成高渗溶液。
上皮的泵-漏模型揭示旁细胞通路在水转运中的作用及边界条件的重要性 | bioRxiv
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上皮的泵-漏模型揭示旁细胞通路在水转运中的作用及边界条件的重要性
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Zahra
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https://doi.org/10.64898/2026.10.26.760817
Alan R Kay
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我们建立了一个上皮转运的泵-漏模型，其中穿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。文中介绍了一种计算汇隔室电压的方法，并给出了该方程组的解析解。我们展示了如何利用增长的边界条件对一种情形进行建模：在稳态下，水和离子通量均可发生。Na⁺泵建立隔室间微小渗透梯度，从而能够驱动水持续穿过上皮。我们表明，旁细胞通路在上皮转运过程中发挥着关键作用，能够确保穿过上皮的通量满足电中性条件。对于位于基底外侧膜上的 Na⁺泵，水通量可以被引导至……
通过使顶端膜具有较高的 Na⁺ 电导、基底外侧膜具有较高的 K⁺ 电导，可使水流方向与 Na⁺ 离子流方向一致。调换这两种电导会改变水流方向。我们提出了一种图示形式体系，阐明水转运的具体机制，并展示其中的渗透压和电学约束。我们证明，当细胞外液渗透浓度较低（约 10 mOsm）时，细胞内液的渗透浓度可以显著高于细胞外液，从而形成高渗溶液。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金资助信息
美国国家科学基金会，2037828
版权
本预印本的版权归作者／资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本内容依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议公开。
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发布于 2026 年 10 月 27 日。
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上皮组织的泵—漏模型揭示了……的作用
水运输中的细胞旁通路及边界条件的重要性
Alan R Kay，Zahra Aminzare
bioRxiv
2026.10.26.760817；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.26.760817
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上皮组织的泵-漏模型揭示了细胞旁通路在水运输中的作用及边界条件的重要性
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2026.10.26.760817；
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关键词：上皮转运 · 泵—漏模型 · 旁细胞通路 · 水与离子通量 · 渗透与电学约束
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.26.760817v1?rss=1