Вазопрессин регулирует обмен кальция

Вазопрессин регулирует обмен кальция

Ткани и органы. Почки

Эндокринная функция почек

А. Гормоны почек

Наряду с экскреторной и метаболической функциями почки выполняют важные эндокринные функции. Почки являются местом образования эритропоэтина и кальцитриола , они принимают активное участие в образовании гормона ангиотензина , секретируя фермент ренин.

Кальцитриол (1α,25-дигидроксихолекальциферол) является производным стероидного гормона и контролирует обмен кальция. Этот гормон образуется в почках из кальцидиола путем гидроксилирования по С-1. Активность гидроксилазы (кальцидиол-1-монооксигеназы [ 1 ]) регулируется паратгормоном (паратирином) (ПТГ).

Эритропоэтин — полипептидный гормон, в основном образуется в почках и печени. Вместе с другим фактором, так называемым «колонийстимулирующим фактором» (КСФ, см. с. 378), этот гормон контролирует дифференцировку стволовых клеток костного мозга. Секреция эритропоэтина стимулируется при гипоксии (pO 2 ↓). В течение нескольких часов гормон обеспечивает превращение недифференцированных клеток костного мозга в эритроциты, и концентрация эритроцитов в крови увеличивается. Нарушение функции почек ведет к снижению секреции эритропоэтина и заболеванию анемией. В настоящее время почечная анемия может быть компенсирована за счет эритропоэтина, получаемого методами генной инженерии.

Б. Система ренин-ангиотензин

Ренин [ 2 ] — это фермент аспартил-протеиназа (см. с. 178). Фермент образуется в почках в форме предшественника (проренина), после расщепления последнего образовавшийся ренин секретируется в кровь. В крови субстратом ренина является ангиотензиноген — гликопротеин плазмы крови из фракции α 2 -глобулина (см. рис. 271), синтезирующийся в печени. Отщепляющийся декапептид носит название ангиотензин I . При действии пептидилдипептидазы A [ 3 ] [ «ангиотензинконвертирующего фермента» [АКФ (АСЕ)], присутствующей в мембране кровеносных сосудов, особенно в легких, он превращается в ангиотензин II .

Этот октапептид является гормоном и одновременно нейромедиатором. Ангиотензин II быстро расщепляется под действием пептидазы (так называемой ангиотензиназы [ 4 ]), присутствующей во многих тканях. Полупериод существования (биохимический полупериод) ангиотензина II составляет всего 1 мин.

Уровень ангиотензина II в крови определяется скоростью секреции ренина из почек. Местом образования ренина являются клетки юкстагломерулярного аппарата, которые секретируют ренин в ответ на уменьшение кровенаполнения приносящей клубочковой альвеолы и повышение концентрация ионов Na + в дистальном отделе нефрона.

Действие ангиотензина II. Ангиотензин II взаимодействует с мембранными рецепторами почек, головного мозга, гипофиза, коры надпочечников, стенок кровеносных сосудов и сердца. Благодаря выраженному суживающему действию на сосуды он повышает кровяное давление, в почках способствует уменьшению экскреции ионов Na + и воды. В головном мозге и нервных окончаниях (пластинках аксонов) симпатической нервной системы действие ангиотензина II вызывает повышение тонуса (нейромедиаторное действие). Он активирует центр жажды. В гипофизе он стимулирует секрецию вазопрессина ( адиуретина ) и кортикотропина [АКТГ (ACTH)]. В коре надпочечников ангиотензин II стимулирует биосинтез и секрецию альдостерона , который в почках способствует уменьшению экскреции натрия и воды. Разнообразное действие ангиотензина II прямо или косвенно ведет к повышению кровяного давления и уменьшению выведения из организма натрия и воды.

На эту важную систему гормональной регуляции кровяного давления, точнее на некоторые ее звенья, можно воздействовать с помощью ингибиторов, например:

— с помощью субстратных аналогов ангиотензиногена ингибировать ренин;

— конкурентно ингибировать фермент АКФ [ 3 ] с помощью субстратных аналогов ангиотензина II. Кроме того, АКФ может расщеплять другие сигнальные пептиды крови, например брадикинин;

— блокировать рецепторы ангиотензина с помощью антагонистов пептидных гормонов.

Кальций (Ca2+), Калий (K+), Натрий (Na+), Хлор (Cl-)

Кальций, калий, натрий и хлор — это основные электролиты, которые обеспечивают поддержание водного и кислотно-щелочного баланса организма. Наличие этих элементов в моче может дать информацию при диагностике заболеваний, сопровождающихся нарушением этих балансов и при контроле за их лечением.

Ионы кальция, калия, натрия и хлора обеспечивают поддержание водного и кислотного баланса организма. Количество этих электролитов в суточной моче может дать ценную информацию для дальнейшей диагностики заболеваний, которые возникают вследствие этого дисбаланса, и контроля над их лечением.

Кальций
Кальций в организме человека играет очень важную роль. В физиологических процессах кальций участвует только в ионизированном виде (участие в мышечном сокращении, в механизмах секреции гормонов, рецепторных процессах, в механизмах клеточного деления и т.п.).

Концентрация Ca++ изменяется в течение суток: минимальный уровень концентрации наблюдается в 20 ч, а максимальный — в 2–4 часа ночи. Уровень ионизированного кальция поддерживается паратгормоном, кальцитонином, активной формой витамина Д₃. Продукция этих гормонов, в свою очередь, зависит от уровня Ca++. На его концентрацию в крови влияют многие факторы — белки, магний (необходимо обязательно исследовать концентрацию магния, если обнаруживается гипокальциемия!). Очень важным является кислотно-основное состояние (КОС): алкалоз увеличивает связывание и снижает концентрацию; а ацидоз, напротив, снижает связывание и увеличивает концентрацию ионизированного кальция в крови.

Калий (К+) — основной катион внутриклеточной жидкости
Калий (К+) — участвует в создании и поддержании электрического мембранного потенциала клеток. Регулирует внутриклеточное осмотическое давление, стимулирует активность ферментов гликолиза, участвует в метаболизме белков и гликогена, играет важную роль в формировании потенциала действия в нервных и мышечных клетках и проведении нервных импульсов, обладает иммуномодулирующей активностью.

Концентрация калия в плазме (сыворотке) зависит от равновесия следующих процессов: поступления калия извне, распределения в организме и выведения (почками, потовыми железами, через кишечник и т. п.). Депо калия в организме не существует. Поэтому даже при небольших изменениях концентрации калия внутри клеток, значительно изменяется его концентрация в плазме. Захват калия клетками стимулируется инсулином, также захват калия клетками усиливается под действием катехоламинов, альдостерона. Изменения рН крови приводят к изменению содержания К+ в клетках: при ацидозе — он выходит из клеток в плазму, при алкалозе — поступает внутрь клеток. При гиперкалиемии отмечаются желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков и даже асистолия. При гипокалиемии развиваются мышечная слабость, снижение рефлексов, гипотония, нарушения в проводящей системе сердца, непроходимость кишечника, полиурия.

Натрий (Na+) — основной катион внеклеточного пространства
Натрий (Na+) является важнейшим осмотически активным компонентом внеклеточного пространства, с которым связана регуляция объема внеклеточной жидкости. 96% общего количества натрия в организме содержится вне клеток. Он участвует в проведении возбуждения в нервных и мышечных клетках, в формировании щелочного резерва крови и транспорте ионов водорода.

Концентрация натрия в плазме (сыворотке) зависит от равновесия следующих процессов: поступления натрия, распределения его в организме и выведения почками, потовыми железами. Основными регуляторами обмена натрия в организме являются ренин-ангиотензин-альдостероновая система, АДГ (вазопрессин), предсердный натрийуретический гормон.

Хлор (Сl-) — основной анион внеклеточной жидкости и желудочного сока
Ионы хлора играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного состояния, осмотического давления и баланса воды в организме. В биологических средах находится преимущественно в состоянии аниона-хлорида Cl-.

Содержится в плазме, лимфе, ликворе. Баланс ионов хлора в организме осуществляется наличием равновесия между процессами поступления хлора с пищей, распределением в организме и выведением его с мочой, потом и калом. Изменение концентрации ионов натрия ведет за собой изменение концентрации хлорид-аниона. При потере хлоридов развивается алкалоз, при избыточном потреблении — ацидоз.

• гипер- и гипокальциенемия, особенно в сочетании с диспротеинемией;
• исследования кальциевого статуса после переливаний цитратной крови, введения гепарина, обширных травм, хирургических вмешательств, при сепсисе, ожогах, панкреатите, множественной недостаточности органов, а также пациентов с тяжелой патологией печени и почек, различными злокачественными опухолями, мальабсорбцией;
• обследование беременных женщин;
• сепсис;
• диализ и экстракорпоральное кровообращение.

• исследование функции почек при их патологии;
• сердечно-сосудистая патология;
• сердечные аритмии, артериальная гипертония;
• надпочечниковая недостаточность;
• контроль содержания калия в крови при назначении диуретиков, сердечных гликозидов.

• нарушения со стороны ЖКТ: рвота, диарея;
• надпочечниковая недостаточность;
• заболевания почек;
• обезвоживание, усиленная потеря жидкости.

• мониторинг и динамическое наблюдение расстройств кислотно-основного состояния при различных заболеваниях;
• заболевания почек;
• несахарный диабет;
• патология надпочечников.

Интерпретация результатов


Кальций
Единицы измерения: ммоль/л.
Референсные значения: 1,03–1,23 ммоль/л.

Антидиуретический гормон (вазопрессин)

Представляет собой пептид, включающий 9 аминокислот, с периодом полураспада 2-4 минуты.

Синтез

Осуществляется в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. Отсюда в точку секреции (заднюю долю гипофиза) вазопрессин отправляется в виде прогормона, состоящего из двух частей – собственно АДГ и нейрофизина. В ходе транспортировки происходит процессинг – гидролиз проАДГ на зрелый гормон и белок нейрофизин.

Регуляция синтеза и секреции

Уменьшают: этанол, глюкокортикоиды.

Активируют:

• возбуждение осморецепторов в гипоталамусе и в портальной вене печени из-за повышения осмолярности плазмы при обезвоживании, почечной или печеночной недостаточности, накоплении осмотически активных веществ (глюкоза),
• активация барорецепторов сердца и каротидного синуса при снижении объема крови в сосудистом русле (кровопотери, обезвоживание),
• эмоциональный и физический стресс,
• никотин, ангиотензин II, интерлейкин 6, морфин, ацетилхолин,

Регуляция секреции и эффекты антидиуретического гормона

Механизм действия

Зависит от рецепторов:

1. Кальций-фосфолипидный механизм, сопряжен

• с V₁-рецепторами гладких мышц артериол, печени, тромбоцитов,
• с V₃-рецепторами аденогипофиза и структур головного мозга.

2. Аденилатциклазный механизм – с V₂-рецепторами почечных канальцев.

Мишени и эффекты

Почки

Увеличивает реабсорбцию воды в эпителиоцитах дистальных канальцев и собирательных трубочек, благодаря «выставлению» на мембрану транспортных белков для воды – аквапоринов:

• через аденилатциклазный механизм вызывает фосфорилирование молекул аквапоринов (только тип 2, AQP2), их взаимодействие с белками микротубул и путем экзоцитоза встраивание аквапоринов в апикальную мембрану,
• по тому же механизму стимулирует синтез аквапориновde novo.

Сосудистая система

Поддерживает стабильное давление крови, стимулируя тонус сосудов:

• повышает тонус гладких мышц сосудов кожи, скелетных мышц и миокарда (в меньшей степени),
• повышает чувствительность механорецепторов в каротидных синусах к изменениям артериального давления,

Иные эффекты

Метаболические эффекты

Избыточное количество вазопрессина в крови:

• у голодных животных в печени активирует гликогенолиз, что вызывает выход глюкозы в кровь,
• у сытых животных в печени стимулирует гликолиз, который здесь является началом синтеза ТАГ и холестерола,
• усиливает секрецию глюкагона,
• понижает липолитический эффект катехоламинов в жировой ткани,
• усиливает секрецию АКТГ и, следовательно, синтез глюкокортикоидов.

В целом эффект вазопрессина на гормональный и метаболический статус организма сводится к гипергликемии и накоплению липидов.

Головной мозг

• участвует в механизмах памяти и поведенческих аспектах стресса,
• через V₃-рецепторы стимулирует в кортикотрофах секрецию АКТГ и пролактина,
• повышает болевой порог чувствительности,
• повышение концентрации вазопрессина и дисбаланс вазопрессин/окситоцин отмечается при депрессии, тревоге, шизофрении, аутизме, расстройствах личности. В эксперименте вазопрессин вызывает у крыс агрессивное поведение и тревожность.

Костная ткань

Поддерживает обновление структур и минерализацию кости, усиливая активность как остеобластов, так и остеокластов.

Сосудистая система

Влияет на гемостаз, в целом повышая вязкость крови:

• в эндотелии вызывает образование фактора Виллебранда, антигемофильного глобулина А (фактора свертывания VIII) и тканевого активатора плазминогена (t-PA),
• в печени также повышает синтез VIII фактора свертывания,
• усиливает агрегацию и дегрануляцию тромбоцитов.

Патология

Гипофункция

Проявляется в виде несахарного диабета (diabetes insipidus – безвкусный диабет), частота примерно 0,5% всех эндокринных заболеваний. Проявляется большим объемом мочи до 8 л/сутки, жаждой и полидипсией, сухостью кожи и слизистых, вялостью, раздражительностью.

Существуют разные причины гипофункции:

1. Первичный несахарный диабет – дефицит АДГ при нарушении синтеза или повреждениях гипоталамо-гипофизарного тракта (переломы, инфекции, опухоли);

2. Нефрогенный несахарный диабет:

• наследственный – нарушение рецепции АДГ в канальцах почек,
• приобретенный – заболевания почек, повреждение канальцев солями лития при лечении больных психозами.

3. Гестагенный (при беременности) – повышенный распад вазопрессина аргинин-аминопептидазой плаценты.

4. Функциональный – временное (у детей до года) повышение активности фосфодиэстеразы в почках, приводящее к нарушению действия вазопрессина.

Гиперфункция

Синдром неадекватной секреции – при образовании гормона какими-либо опухолями, при заболеваниях мозга. Появляется риск водной интоксикации и дилюционная гипонатриемия.

Гормональный анализ крови

Гормоны – органические вещества, обладающие биологической активностью и вырабатываемые эндокринными железами (железами внутренней секреции), называются гормонами. Известно около 70 гормонов. Они регулируют важнейшие функции человеческого организма – такие как рост, обмен веществ, половое развитие и так далее.

Гормоны образуются в очень малых количествах, и воздействуют на организм через кровь. Их активность определяется рядом условий: поступлением необходимых витаминов и микроэлементов, аминокислот, не синтезируемых организмом и т.д.

Изменение гормонального фона обуславливается большим числом внутренних и внешних факторов: возрастная перестройка организма, различные заболевания, психо-эмоциональное состояние, аномалии развития, климатические и экологические условия и т.д. Также существуют отличия между женским и мужским гормональным фоном. Гормональный фон непостоянен, и может зависеть от времени суток, времени года, возраста, дня цикла у женщин и т.д.

Эндокринная система организма состоит из нескольких желез и деятельность каждого компонента эндокринной системы взаимосвязана с функционированием остальных:

Гипофиз – стимулирует работу других желез системы и контролирует уровни гормонов

• ТТГ Тиреотропный гормон
• СТГ Соматотропный гормон (соматотропин)
• АКТГ Адренокортикотропный гормон
• Пролактин
• ФСГ Фолликулостимулирующий гормон
• ЛГ Лютенизирующий гормон
• Окситоцин
• Вазопрессин

Эпифиз (шишковидная железа) отвечает регуляцию суточных ритмов.

• Мелатонин
• Серотонин

Щитовидная железа – контролирует работу почти всех органов и систем организма

• СТ3 трийодтиронин
• СТ4 тироксин (тетрайодтиронин)

Околощитовидные (паращитовидные) железы – регулирует обменные процессы кальция и фосфора

• Паратгормон

Поджелудочная железа регулирует обмен углеводов

• Инсулин
• Глюкагон
• Соматостатин
• Панкреатический полипептид

Вилочковая (зобная) железа – стимулирует развитие организма и формирование иммунитета

• Тималин
• Тимозин,
• ИФР-1,
• Тимопоэтин

Надпочечники – регулируют обмен электролитов, участвую в половом созревании, контролируют сосудистый тонус и уровень АД и т.д.

• альдостерон,
• дезоксикортикостерон,
• 18-оксикортикостерон,
• 18-оксидезокси-кортикостерон
• кортизол, кортизон,
• кортикостерон,
• 11-дезоксикортизол,
• 11-дегидрокортикостерон.
• адреналин
• норадреналин
• андрогены

Яичники – во время менструального цикла в яичниках происходит рост фолликулов и созревание яйцеклетки, которая в результате становится готовой к оплодотворению. Одновременно в яичниках вырабатываются половые гормоны, обеспечивающие изменения в слизистой оболочке матки, способной воспринять оплодотворенное яйцо.

• эстрадиол,
• эстрон,
• эстриол
• прогестерон,
• 17а-оксипрогестерон
• андростендион
• дегидроэпиандростерон

Яички – мужские половые железы человека (яички) выполняют две важнейшие функции: в них происходит сперматогенез (образуются сперматозоиды ) и половые гормоны , влияющие на развитие первичных и вторичных половых признаков.