Молекулярная физиология водно-солевого обмена Ассистент В Ю Дружинин

Молекулярная физиология водно-солевого обмена Ассистент В. Ю. Дружинин

Содержание 1 Механизмы реабсорбции натрия 2 Механизмы реабсорбции воды 3 Натриуретические пептиды, их действие 4 Механизм действия альдостерона

Механизмы реабсорбции натрия Место Апикальный транспортёр Функция Na/Глюкоза – КТ Захват натрия и глюкозы Захват натрия и неорг. фосфата Na/Неорган. фосфат – КТ Na/АК – КТ Проксимальный каналец Na/лактат – КТ Na/H – обменник Cl/HCO 3 – обменник Захват натрия и АК Захват натрия и лактата Захват натрия, выведение протона. Захват Cl

Механизмы реабсорбции натрия Na, 2 Cl, K – КТ Na/H – обменник Захват натрия, выведение протонов. К-каналы Толстое восходящее колено петли Генле Захват натрия, калия и хлора Выведение калия Дистальный извитой Na. Cl – КТ каналец Захват хлора Собирательная трубка Захват натрия. Na- канал (ENa. C) натрия и

Транспорт Na в нефроне Сегмент Процент от Na (фильтр. ) Главные регуляторные гормоны Проксимальный каналец 67% Ангиотензин 2 Норадреналин Адреналин Дофамин Петля Генле 25% Альдостерон Ангиотензин 2

Транспорт Na в нефроне Дистальный каналец Собирательная трубка 5% Альдостерон Ангиотензин 2 3% Альдостерон, АНП, МНП, уродилатин, урогуанилин, ангиотензин

Роль альдостерона в реабсорбции Na

v Главный рецептор альдостерона – MR (минералокортикоидный рецептор). v Он экспрессируется в различных тканях, но наиболее сильно представлен в эпителии почечных канальцев и толстой кишки. v Эпителиальный Na-канал (ENa. C) опосредует вход Na через апикальную мембрану в дистальных отделах нефрона.

Мишени для MR v α-СЕ ENa. C; v α-СЕ Na, K-АТФазы; v PI 3 K/m. TOR-зависимая киназа; v SGK 1 (сывороточная глюкокортикоидиндуцированная киназа 1); v GILZ (глюкокортикоид-индуцированный лейцин-зиппер протеин). v CAP-1 (протеаза, активирующая канал, простатин)

Роль SGK 1 v SGK 1 – серин/треониновая киназа, играющая важную роль в поддержании гомеостаза Na. Cl и K. v Снижение уровня Na. Cl и увеличение уровня K приводит к увеличению количества альдостерона, который в течение нескольких минут увеличивает экспрессию и фосфорилирование SGK 1.

v Фосфорилированная SGK 1 увеличивает ENa. C-опосредованную реабсорбцию Na в собирательной трубке, увеличивая число каналов в апикальной мембране главных клеток и увеличивая число Na, K -насосов в базолатеральной мембране. v Фосфорилированная SGK 1 ингибирует фермент Nedd 4 -2, снижая эндоцитоз и разрушение субъединиц ENa. C. SGK 1 стимулирует экскрецию K через ROMKканалы.

v GILZ 1 (глюкокортикоидиндуцированный лейцин-зиппер протеин) – стимулирует экспрессию ENa. C и его активность.

Транспорт воды в нефроне

Транспорт воды в различных отделах нефрона Сегмент Процент Механизм Гормонырегуляторы Проксимальный каналец 67% Пассивный Нет Петля Генле 15% Пассивный, только нисходящее тонкое колено. Нет Дистальный каналец 0% Нет реабсорбции Нет Пассивный АДГ, АНУП, МНУП. Конечные отделы 8 -17% дистального канальца, собирательная трубка.

Роль аквапоринов

v Водные каналы аквапорины опосредуют трансцеллюлярную реабсорбцию воды во множестве сегментов нефрона. v В 2003 году Peter Agre получил Нобелевскую премию по химии за открытие факта, что AQP регулируют и облегчают транспорт воды через мембраны клеток.

v 11 аквапоринов были идентифицированы. v Семейство аквапоринов по характеристикам проницаемости делится на 2 группы. v Первая (аквапорины) – проницаемы для воды (AQP 0, 1, 2, 4, 5, 6, 8). v Вторая (акваглицеропорины) – проницаемы для воды и глицерола (AQP 3, 7, 9, 5, 10).

v Аквапорины формируют тетрамеры в плазмолемме клеток, каждой субъединицей формируя водный канал. AQP 1 экспрессируется в апикальной и базолатеральной мембранах проксимального канальца и нисходящего тонкого отдела петли Генле. v AQP 7 и 8 также экспрессируются в проксимальном канальце.

v AQP 2 экспрессируется в апикальной мембране главных клеток собирательного протока и их экспрессия регулируется АДГ. v AQP 3 и AQP 4 также экспрессируются в базолатеральной мембране главных клеток в собирательной трубке.

v Аквапорины также экспрессируются во множестве органов, включая лёгкие, глаз, кожу, секреторные железы и мозг, где они играют физиологические роли. AQP 4 экспрессируется в клетках, которые формируют гематоэнцефалический барьер (отёк мозга).

Моногенные заболевания, приводящие к нарушению почечного транспорта

Болезнь Транспортный белок Сегмент нефрона Проявления Цистинурия Транспортёр АК Проксимальный каналец Увеличение выделения основных АК, нефролитиаз. Проксимальный каналец Гиперхлоремичес -кий метаболический ацидоз Гиперкальциурия, нефролитиаз Проксимально- Na/HCO 3 -симпорт тубулярный почечный ацидоз Болезнь Дента Cl- канал (нефролитиаз, сцепленный с Х -хромосой) Дистальный каналец

Синдром. Барттера I типа Na/K/2 Cl Псевдогипоальдо стеронизм αβγ – СЕ амилорид- Собирательная чувствительного Na трубка -канала (ENa. C); рецептор минералокортикоид ов ↑ экскреция Na, гиперкалиемия, гипотензия. Синдром Лиддла βγ – СЕ амилорид- Собирательная чувствительного Na трубка -канала (ENa. C); Снижение экскреции гипертензия. Аквапорин-2 (AQP 2) Полиурия, полидипсия, гиперосмолярность плазмы Почечный несахарный диабет Толстое восходящее колено петли Генле Собирательная трубка Гипокалемия, метаболический алкалоз, гиперальдостеро низм Na,

Натрийуретическая система

Натрийуретическая система обеспечивает выведение натрия почкой (натрийурез) и активируется при увеличении объема жидкости. Натрийуретическая система представлена рядом веществ, среди которых главную роль играют вазоактивные вещества, называемые натрийуретическими пептидами.

v К ним прежде всего следует отнести предсердный натрийуретический пептид (ПНП). v Другие названия: кардиопептид, атриопептин, атриальный натрийуретический фактор, предсердный натрийуретический гормон.

v Он синтезируется в кардиомиоцитах предсердий и запасается в виде прогормона, состоящего из 128 аминокислот, который затем расщепляется на 4 биологическиактивных вещества – непосредственно ПНП, длительно-действующий натрийуретический пептид (ДДНП), пептид, расширяющий сосуды и калийуретический гормон (последние три объединяют в группу уабаинподобных факторов из-за способности блокировать Na+, K+ АТФазу).

v ПНП обладает сильным натрийуретическим, диуретическим и гипотензивным эффектом. Его натрийуретический эффект реализуется через влияние на гемодинамику, СКФ и снижение реабсорбции натрия в почечных канальцах.

v Эффект натрийуретических пептидов осуществляется посредством работы мембранной гуанилатциклазы с последующим образованием ц. ГМФ и активацией ц. ГМФ-зависимой протеинкиназы, приводящей к фосфорилированию определённых белков (например, белков натриевых каналов).

v Помимо ПНП существует и мозговой натрийуретический пептид, впервые выделенный из мозга свиньи, но в действительности образующийся в кардиомиоцитах желудочков (и в меньшей степени - предсердий).

v Его физиологические эффекты подобны ПНП и включают воздействие на почки (натрийурез и диурез), мускулатуру сосудов (гипотензия), эндокринную систему (ингибирование секреции ренина и альдостерона) и мозг (центральная вазодепрессорная активность).

v Выделен натрийуретический пептид С, сходный по строению с ранее описанными, но действующий в аутокринной/паракринной манере, оказывая эффект на тонус сосудов (вазодилатация) и рост гладкомышечных клеток, и практически не влияя на водносолевой обмен.

v Существует и почечный натрийуретический пептид (уродилатин), синтезирующийся в клетках дистальных канальцев и вызывающий натрийуретический и диуретический эффект.

v Другими важными натрийуретическими веществами являются адреномедуллин, синтезируемый в мозговом веществе надпочечников, вызывающий эффекты, подобные ПНП, но менее выраженные по силе, гуанилин и урогуанилин, образующиеся энтероцитами, и меланоцито-стимулирующий гормон гипофиза.

Диуретики

Агент Механизм действия Вода Тормозит секрецию вазопрессина Этанол Тормозит секрецию вазопрессина Антагонисты рецепторов Тормозят действие АДГ на вазопрессина (V 2) собирательный проток Большое количество Осмотический диурез осмотически активных веществ (маннитол, глюкоза)

Ксантины (кофеин, теофиллин) Снижают канальцевую реабсорбцию Na и увеличивают СКФ Ингибиторы (ацетазоламид) Снижают секрецию Н, приводят к увеличению выведения Na и К. карбоангидразы Тиазиды (хлортиазид) Тормозят Na/Cl – КТ – в дистальном канальце. К-сберегающие диуретики (амилорид, верошпирон) Тормозит обмен Na/K в собирательных трубках, ингибируя действие альдостерона, или ингибируя Naканал (ENa. C) (амилорид) Петлевые диуретики (фуросемид) Тормозит Na/2 Cl/K – КТ в мозговом отделе толстого восходящего колена петли Генле.

www. themegallery. com