Регуляция водно-солевого обмена к. м. н. Сорокин О.

Регуляция водно-солевого обмена к. м. н. Сорокин О. В.

План лекции 1. Регуляция объёма жидкости (волюморегуляция) • • Гиповолюмия. Роль ЮГА и альдостерона Гиперволюмия. Роль натрийуретических факторов 2. Регуляция осмотической концентрации (осморегуляция) • Осморегулирующий рефлекс при гипер- и гипоосмии 3. Регуляция кислотно-основного состояния

Системы регуляции ВСО • Антинатрийуретическая система (обеспечивает задержку Na и уменьшает его выведение) - РААС • Натрийуретическая система (обеспечивает выведение Na почкой) – система натрийуретических пептидов • Антидиуретическая система (контролирует процессы реабсорбции воды) – система АДГ

Характеристика антинатрийуретической системы Гуморальное звено (РААС): • Ренин – протеолитический фермент, синтезируемый ЮГА (юкстагломерулярным аппаратом почки) • Ангиотензиноген • Ангиотензинпревращающие ферменты (АПФ) • Ангиотензины I, II • Альдостерон Рефлекторное звено (СНС)

Юкстагломерулярный аппарат почки • Юкстагломерулярные клетки являются специализированными клетками гладкой мускулатуры, утратившей способность к сокращению и находятся в стенке приносящей артериолы. Характерной особенностью юкстагломерулоцитов является большое количество стркутурногетерогенных секреторных гранул в их цитоплазме.

Юкстагломерулярный аппарат и его строение

Роль ЮГА почки • Выделение в кровь протеазы – ренин • Ренинпродуцирующие клетки чувствительны: • Снижению давления в приносящей артериоле • Снижению концентрации Na и Cl и повышению К в канальцевой жидкости • эффект симпатической стимуляции • Понижение кровяного давления вызывает понижение концентрации карбонатов и хлоридов в плотном пятне. В ответ на это, клетки плотного пятна высвобождают простагландины, на которые юкстагломерулярные клетки отвечают синтезом ренина и выбросом его в кровяное русло. • Ренин расщепляет ангиотензиноген (образуется в печени и циркулирует в крови)

Ангиотензиноген • Ангиотензиноген — белок из класса глобулинов, состоит из 453 аминокислот. Он постоянно вырабатывается и высвобождается в кровь в основном печенью. • Ангиотензиноген относится к серпинам, хотя в отличие от большинства серпинов он не ингибирует другие белки. • Уровень ангиотензиногена повышается под действием плазменных кортикостероидов, эстрогена, тиреоидного гормона и ангиотензина II.

Ангиотензин I • Ангиотензин I образуется из ангиотезиногена под действием ренина. • Ренин отщепляет декапептид (пептид из 10 аминокислот) от ангиотензиногена, гидролизуя пептидную связь между лейцином и валином, что приводит к высвобождению ангиотензина I. • Ангиотензин I не обладает биологической активностью и является только предшественником активного ангиотензина II.

Ангиотензин II • Ангиотензин I преобразуется в ангиотензин II под действием ангиотензин-конвертирующего фермента (ACE), который отщепляет две последние (то есть Cконцевые) аминокислоты. Таким образом образуется активный октапептид (из 8 аминокислот) ангиотензин II. Ангиотензин II обладает сосудосуживающей активностью и увеличивает синтез альдостерона. • Система ангиотензина является основной мишенью для гипотензивных (снижающих давление) лекарств. Ангиотензин-конвертирующий фермент является мишенью для многих ингибирующих лекарств, снижающих уровень ангиотензина II. Другой класс лекарств — антагонисты ангиотензин II AT 1 рецепторов. • Дальнейшая деградация ангиотензина II может приводить к образованию еще меньших пептидов: ангиотензина III (7 аминокислот) и ангиотензина IV (6 аминокислот), которые обладают сниженными по сравнению с ангиотензином II активностями.

Функциональная активность ангиотензина II • Сердечно-сосудистая система • Ангиотензин — сильный вазоконстриктор прямого действия. Он сужает артерии и вены, что приводит к повышению давления. Сосудосуживающая активность ангиотензина II определяется его взаимодействием с AT 1 рецептором. Лиганд-рецепторный комплекс активирует НАД-H-оксидазу, образующую супероксид, который в свою очередь взаимодействует с вазорелаксирующим фактором оксидом азота NO и инактивирует его. Кроме этого, он обладает протромботическим эффектом, регулируя адгезию и агрегацию тромбоцитов и синтез ингибиторов PAI-1 и PAI-2. • Нервная система • Ангиотензин вызывает чувство жажды. Он повышает секрецию АДГ в нейросекреторных клетках гипоталамуса и секрецию АКТГ в передней доле гипофиза, а также потенциирует высвобождение норадреналина за счёт прямого действия на постганглионарные симпатические нервные волокна. • Надпочечники • Под действием ангиотензина кора надпочечников выделяет гормон альдостерон, вызывающий задержку натрия и потерю калия. • Почки • Ангиотензин обладает прямым эффектом на проксимальные канальца, что увеличивает задержку натрия. В целом ангиотензин увеличивает скорость гломерулярной фильтрации за счёт сужения эфферентных почечных артериол и повышения давления в почках.

Альдостерон • Альдостерон — основной минералокортикостероидный гормон коры надпочечников у человека. • Минералокортикоиды вызывают усиление канальцевой реабсорбции катионов натрия, анионов хлора и воды и одновременно усиливают канальцевую экскрецию катионов калия и повышают гидрофильность тканей (способность тканей удерживать воду), способствуют переходу жидкости и натрия из сосудистого русла в ткани. • Конечным результатом действия минералокортикоидов является увеличение объёма циркулирующей крови и повышение системного артериального давления. В патологических случаях гиперальдостеронизма это приводит к развитию отёков, гипернатриемии, гипокалиемии, гиперволемии, артериальной гипертензии и иногда застойной сердечной недостаточности.

Молекулярные эффекты альдостерона

Альдостерон - эффекты 1. активация канальцевой реабсорбции натрия и секреции калия в почках 2. поддержание осмотического давления, возбудимости клеток, артериального давления 3. регуляция ионного транспорта в потовых и слюнных железах и кишечнике • при избытке - гиперволюмия, артериальная гипертензия, алкалоз, нарушение сердечного ритма, повышение экскреции магния и кальция • при недостатке - гиповолюмия, гипотензия, ацидоз, нарушение сердечного ритма, избыток вазопрессина, нарушения пищеварения

Гиповолюмия (снижение объёма внеклеточной жидкости) • Следствие кровопотери • Водное голодание • Целесообразная биологическая реакция – уменьшение диуреза и натрийуреза (задержка Na и воды в организме)

Волюморегулирующий рефлекс при гиповолюмии

Диурез и натриурез при гиповолюмии

Гиперволюмия (повышение объёма внеклеточной жидкости) • Переливание кровезаменителей • Сердечная недостаточность • Целесообразная биологическая реакция – увеличнение диуреза и натрийуреза (экскреция Na и воды из организма)

Волюморегулирующий рефлекс при гиповолюмии

Реакция на гиперволюмию

Характеристика натрийуретической системы • Представлено семейство м натриуретических пептидов (НУП) • секретируются популяцией миоэндокринных клеток. • клетки имеют механочувствительные кальциевые каналы и пептиды секретируются при растяжении предсердий или стенки сосудов • образуются в предсердиях, сосудистой стенке, гипоталамусе и почках

Основной эффект НУП снижении реабсорбции натрия (выведение): • уменьшает число натриевых каналов на апикальной мембране • уменьшает скорость Na/H обмена, • снижает активность Na/K-АТФ-азы, • Вазодилатация • Антипролиферативный эффект

Поведение эритроцитов в среде различной молярности (Hypertonic) (Hypotonic) 285 Osmolality =275 285 Osmolality =330

Гиперосмия (повышение осмотической концентрации внутренней среды) • Повышение осмотической концентрации внутренней среды выше 280 мосмоль/литр – пороговая для выделения АДГ • 305 – нестерпимая жажда • Возникает при дегидратации и солевой нагрузке • Физиологическая реакция – задержка воды в организме при увеличении концентрации АДГ

Характеристика антидиуретической системы • Осморецепторы печени, гипоталамуса, сосудов брыжейки • Система антидиуретического гормона

Синтез вазопрессина (АДГ)

Регуляция синтеза АДГ ADH

АДГ - стимулы • Повышение осмотической концентрации внутренней среды на 1% • Снижение АД более, чем на 10 %

АДГ - эффекты • увеличивает реабсорбцию воды • стимулирует центр жажды, • участвует в механизмах запоминания • участвует в механизмах терморегуляции, • принимает участие в регуляции биологических ритмов и эмоциональном поведении.

Молекулярные механизмы действия АДГ

Осморегулирующий эффект

Реакция на гиперосмию

Реакция на гипоосмию

Роль почек в регуляции АД

Роль почки в регуляции кислотно-основного равновесия • в результате обмена веществ в кровь из тканей за сутки поступают кислые продукты в количестве, эквивалентном двум литрам концентрированной соляной кислоты

Основные регуляторы р. Н • Буферные системы (бикарбонатная, гемоглобиновая, фосфатная, белковая) • Легкие и почки

Бикарбонатная буферная система

Роль почки • Выведение избытка ионов водорода • Сохранение щелочного резерва организма

Реабсорбция бикарбоната

Эпителий почечных канальцев • дезаминирует аминокислоты, главным образом глутаминовую, (регуляция - активность глутаминазы) • превращает аминогруппу NH 2 в аммиак NH 3, который секретируется в канальцы

В канальцах • аммиак присоединяет ион Н+ и превращается в ион аммония NH 4+

Выведение Н+ • Двузамещенный (кислый) фосфат натрия • В виде слабых органических кислот (молочная, ацетоуксусная, мочевая) • Соли аммония

Процессы регуляции р. Н в почке