Регуляторы водно-солевого обмена
АДГ – антидиуретический гормон
АК – аминокислота
АПФ – ангиотензинпревращающий фермент
АТ – ангиотензин
ГК – глюкокортикостероиды
МК – минералокортикостероиды
РААС – ренин-ангиотензин-альдостероновая система
NP – натрийуретический пептид (A – предсердный, B – мозговой)
Минерально-солевой обмен – это процесс поступления, распределения и выведения ионов солей и водыв организме. Главным фактором, поддерживающим необходимое равновесие между внеклеточным и внутриклеточным объемами жидкости, является осмотическое давление крови, играющее исключительно важную роль в обеспечении метаболического гомеостаза и поддержании уровня кровяного давления. Осмотическое давление во внеклеточной жидкости поддерживает Na+. Баланс Na+ тесно связан с обменом К+ и некоторых других ионов. У здоровых людей при чрезмерном употреблении соленой пищи почки быстро увеличивают выведение Na с мочой. Однако при некоторых заболеваниях под влиянием патологических нервно-эндокринных воздействий (даже при нормальном поступлении и содержании в организме Na и воды) почки задерживают значительное количество Na, что способствует развитию гипертонии и отеков.
Все расстройства солевого обмена неразрывно связаны с обменом общей, внеклеточной и внутриклеточной воды. Поддержание постоянства объема циркулирующей крови и ее электролитного состава осуществляется регуляторными гормональными системами через их влияние на движение Na и воды в почки. Непосредственное участие в регуляции баланса этих компонентов принимают следующие системы:
1.Нейрогипофизарные гормоны (вазопрессины, окситоцины)
2.Ренин-ангиотензин-альдостероновая система
3.Натрийуретические пептиды
4.Кортикостероиды и кортикотропин
Нарушения секреции гормонов, обеспечивающих гомеостаз Na и воды, приводят к следующим заболеваниям: несахарному диабету, нефрогенному несахарному диабету, синдрому неадекватной продукции антидиуретического гормона, первичному и вторичному альдостеронизмам, гипоальдостеронизму.
Нейрогипофизарные гормоны
Антидиуретический гормон (вазопрессин, аргинин-вазопрессин, АДГ)
АДГ – пептид, состоящий из 9 АК остатков. У большинства млекопитающих, включая человека, в позиции 8 находится аргинин, такую форму АДГ обозначают, как аргинин-вазопрессин (AVP). АДГ вызывает сужение сосудов (действуя на гладкие мышцы их стенок) и повышение кровяного давления (прессорный эффект), а также поддерживает на должном уровне обратное всасывание воды в прямых канальцах почек, уменьшая количество выделяющейся мочи (антидиуретический эффект). АДГ образуется в супраоптическом ядре гипоталамуса, попадает и концентрируется в задней доле гипофиза, откуда выделяется в кровь под влиянием нервных импульсов. Выход АДГ регулируется, в первую очередь, осмолярностью плазмы. Увеличение осмолярности плазмы лишь на 2% приводит к усилению секреции АДГ в 4 раза, тогда как 2% уменьшение осмолярности сопровождается полным прекращением секреции АДГ. Гемодинамические факторы также оказывают выраженное регуляторное влияние на выход АДГ: при снижении артериального давления наблюдается повышение его секреции. Несмотря на понижение осмотического давления, секреция АДГ оказывается усиленной при чрезмерном снижении объема внеклеточной жидкости, острой кровопотере, при стрессе, боли, введении барбитуратов, анальгетиков. АДГ имеет суточный ритм секреции: повышается ночью; снижается в лежачем положении; при переходе в вертикальное положение его концентрация увеличивается. Мишенью АДГ является стенка дистальных канальцев почек, где он усиливает выработку гиалуронидазы. Последняя, деполимеризуя гиалуроновую кислоту, повышает проницаемость стенок канальцев. Вследствие этого вода из первичной мочи пассивно диффундирует в клетки почек в силу осмотического градиента между гиперосмотической межклеточной жидкостью и гипоосмотической мочой.
Дефицит АДГ приводит к развитию несахарного диабета, при котором резко повышается выделение мочи. Недостаточность АДГ может быть вызвана различными причинами: инфекционным или травматическим поражении гипоталамуса, нарушением проходимости портальной системы гипофиза, например, опухолью, повреждением сосудов гипоталамо-гипофизарной системы. Недостаточность бывает полной или частичной, это определяет степень полидипсии и полиурии. Для дифференциации недостаточной продукции АДГ (несахарный диабет) от почечной устойчивости к АДГ (почечный несахарный диабет) или избыточного употребления воды (психогенная полидипсия) проводят динамические тесты. При проведении теста с ограничением воды у больных с выраженной недостаточностью АДГ отмечается повышение осмолярности плазмы, а осмолярность мочи обычно остается ниже. После введения АДГ таким больным осмолярность мочи быстро повышается. При нерезко выраженной недостаточности АДГ и полиурии осмолярность мочи в ходе теста может быть несколько выше осмолярности плазмы, а реакция на АДГ ослаблена.
Постоянно низкие уровни АДГ в плазме свидетельствуют о выраженном нейрогенном несахарном диабете, субнормальные уровни в сочетании с гиперосмолярностью плазмы – о частичном нейрогенном несахарном диабете. Повышение секреции АДГ наблюдается при синдроме неадекватной продукции гормона или синдроме Пархона. Синдром Пархона – самый частый вариант нарушения секреции АДГ, характеризующийся олигурией, отсутствием жажды, наличием общих отеков, нарастанием массы тела. Важно отличать синдром неадекватной продукции АДГ от других состояний: застойной сердечной недостаточности, почечной недостаточности, дефицита глюкокортикоидов, гипотиреоза, приема лекарств, стимулирующих АДГ. У больных с синдромом неадекватной продукции АДГ обычно выявляют снижение Na в плазме, высокую осмоляльность мочи по отношению к осмоляльности плазмы, снижение экскреции в ответ на водную нагрузку. Эктопическая секреция АДГ встречается при самых различных опухолях APUD-системы. Наиболее часто эктопическая секреция АДГ вызывает злокачественный бронхогенный рак легкого, злокачественные опухоли поджелудочной, вилочковой желез, двенадцатиперстной кишки.
При проведении исследований необходимо учитывать, что при длительном хранении образцов происходит значительный распад АДГ. Пробы плазмы для определения АДГ не должны находиться при комнатной температуре.
Окситоцин
Окситоцин наряду с АДГ является нейрогипофизарным пептидом, который синтезируется в паравентрикулярных ядрах гипоталамуса и накапливается в задней доле гипофиза. Окситоцин состоит из 9 АК, 6 из которых образуют кольцо за счет дисульфидной связи остатками цистеина. Окситоцин регулирует сокращение гладкомышечной мускулатуры репродуктивной системы. Окситоцин и другой близкий нейрогипофизарный пептид (аргинин-вазопрессин) поддерживают водно-натриевый баланс почек, обладая слабыми АДГ-подобными свойствами. Окситоцин, применяемый в больших дозах для стимуляции родовой деятельности, значительно повышает активность АДГ.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС)
РААС регулирует артериальное давление и водно-солевой обмен. Ей отводится ведущая роль в регуляции почечного кровотока. При развитии почечной гипертензии исследование показателей РААС имеет важнейшее значение в установлении диагноза и проведении правильного лечения.__
Ренин
Ренин (ангиотензиногеназа) – протеолитический фермент, секретируемый группой клеток, расположенных в непосредственной близости от почечных клубочков, называемых юкстагломерулярным аппаратом. Секреция ренина усиливается при понижении концентрации Na в области плотного пятна и дистальных канальцев, а также в результате возбуждения симпатической системы. Но наиболее важным фактором, усиливающим образование ренина, является уменьшение почечного кровотока (при снижении кровяного давления в приводящих к клубочкам артериях).
Сниженный почечный кровоток обычно обусловлен общими нарушениями артериального давления. Выделившийся в кровь ренин воздействует на ангиотензиноген. При реакции, катализируемой ренином, возникает биологически неактивный ангиотензин I.
При прохождении крови через легкие ангиотензин I под действием ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) преобразуется в ангиотензин II. АПФ, с другой стороны, гидролизует вазодилататор брадикинин до неактивного пептида. Ангиотензин II вызывает почечную гипертензию и стимулирует секрецию альдостерона клубочковой зоной коры надпочечников.
Повышение активности ренина наблюдается при вторичном гиперальдостеронизме, при поражении паренхимы почек, болезни Аддисона, нефрозе, нефропатии, сужении почечной артерии, синдроме Бартера, гипертензии (в некоторых случаях). Очень высокие значения ренина в крови наблюдаются при рениномах. При чрезмерном потреблении соли, поражении коры надпочечников (первичном гиперальдостеронизме, двусторонней гиперплазии надпочечников, раке надпочечников), острой почечной недостаточности, синдроме Лиддла, при приеме некоторых лекарственных препаратов (диуретиков, кортикостероидов, простагландинов, эстрогенов) наблюдается снижение активности ренина. Активность ренина в плазме постепенно снижается с возрастом как у мужчин, так и у женщин, и слегка ниже у женщин, чем у мужчин. У женщин концентрация ренина низкая в фолликулярной фазе, возрастает перед овуляцией и остается высокой во время лютеиновой фазы. Активность ренина в плазме также повышена во время беременности.
Определение активности ренина в плазме применяется для оценки лечения минералокортикоидами и способности пациента реагировать на такое лечение.
Для диагностики гипертензии, связанной со стенозом почечных артерий или поражением паренхимы одной почки, исследуют активность ренина в крови, взятой непосредственно из обеих почечных вен. Если абсолютная активность гормона в крови почечных вен повышена или в венозной крови пораженной почки активность ренина больше чем в 1,5 раза по сравнению со здоровым органом, то можно говорить о стенозе почечной артерии, который нарушает функцию почки.