Общие принципы регуляции водно-солевого обмена
Водно-солевой баланс организма поддерживается совместным действием нескольких гормонов и регуляторной системы: антидиуретического гормона (АДГ), альдостерона, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) и предсердного натрийуретического фактора (ПНФ). Главным органом-мишенью являются почки, точнее дистальные канальцы и собирательные трубочки, где осуществляется факультативная реабсорбция воды и ионов.
Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин)
АДГ представляет собой пептид из 9 аминокислот с одной дисульфидной связью. Синтезируется в передней части гипоталамуса, переносится белком нейрофизином в заднюю долю гипофиза и оттуда секретируется в кровь. Стимулом к секреции служит повышение осмолярности внеклеточной жидкости, прежде всего рост концентрации ионов натрия.
Гормон имеет два типа рецепторов:
- V1-рецепторы — расположены в гладкой мускулатуре сосудов; при активации вызывают вазоконстрикцию (отсюда второе название — вазопрессин);
- V2-рецепторы — обеспечивают водно-солевую функцию в почках.
Сигнал через V2-рецепторы передаётся аденилатциклазной системой: повышается уровень цАМФ, активируется протеинкиназа А, которая фосфорилирует белки, индуцирующие транскрипцию аквапорина-2. Аквапорин-2 встраивается в мембрану клеток дистальных канальцев и собирательных трубочек, обеспечивая реабсорбцию воды. В отсутствие АДГ реабсорбция воды не происходит.
Альдостерон
Альдостерон — минералокортикоид, синтезируемый из холестерола в клетках клубочковой зоны коры надпочечников. Особенность его строения — отсутствие 17-OH-группы; в катаболизме не образуются 17-кетостероиды, что используется как дифференциально-диагностический признак.
Стимулы синтеза альдостерона:
- низкая концентрация натрия во внеклеточной жидкости;
- высокая концентрация ионов калия;
- активация ренин-ангиотензиновой системы.
Альдостерон взаимодействует с внутриклеточными рецепторами и через регуляцию транскрипции ДНК стимулирует синтез трёх групп белков:
- компонентов натриевых каналов апикальной мембраны — увеличивается поступление Na⁺ в клетку;
- ферментов цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) — возрастает продукция АТФ;
- ферментов Na⁺/K⁺-АТФазы — усиливается выведение Na⁺ в кровь и поступление K⁺ в клетку.
Суммарный эффект — задержка натрия и хлоридов в организме, выведение калия.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС)
РААС активируется при снижении перфузионного давления в почках: при кровопотере, обезвоживании, стенозе почечной артерии, нефросклерозе. При падении давления в приносящей артериоле клубочка юкстагломерулярные клетки секретируют ренин — протеолитический фермент.
Каскад превращений:
- Ренин расщепляет ангиотензиноген (синтезируется в печени) до ангиотензина I (10 аминокислот).
- АПФ (ангиотензинпревращающий фермент, карбоксидипептидилпептидаза) отщепляет две аминокислоты с C-конца — образуется ангиотензин II (8 аминокислот).
Эффекты ангиотензина II:
- мощная вазоконстрикция через инозитолфосфатную систему и повышение внутриклеточного Ca²⁺;
- стимуляция секреции альдостерона и, как следствие, реабсорбции Na⁺;
- опосредованная активация секреции АДГ через осморецепторы гипоталамуса — усиление реабсорбции воды;
- формирование чувства жажды;
- повышение объёма циркулирующей крови и артериального давления.
Клинические ситуации активации РААС: обильная рвота, диарея, выраженное потоотделение, кровопотеря — состояния, требующие восстановления объёма циркулирующей крови.
Предсердный натрийуретический фактор (ПНФ)
ПНФ — гормональный антагонист РААС, вырабатывается клетками предсердий в ответ на повышение давления и растяжение стенки предсердия. Основные эффекты направлены на снижение артериального давления:
- ингибирование секреции ренина и блокада всей цепи РААС;
- подавление секреции альдостерона в коре надпочечников — снижение реабсорбции натрия;
- торможение выделения АДГ — уменьшение реабсорбции воды;
- прямое спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру сосудов — вазодилатация.
Совокупный результат — снижение объёма циркулирующей крови и артериального давления.
Ключевые моменты
- Основная зона действия гормонов водно-солевого обмена — дистальные канальцы и собирательные трубочки почек.
- АДГ через V2-рецепторы и аквапорин-2 обеспечивает реабсорбцию воды; через V1-рецепторы вызывает вазоконстрикцию.
- Альдостерон стимулирует синтез Na⁺-каналов, ферментов ЦТК и Na⁺/K⁺-АТФазы, задерживая Na⁺ и Cl⁻ и выводя K⁺.
- РААС запускается падением перфузионного давления в почках; ключевой исполнитель — ангиотензин II.
- Ангиотензин II вызывает вазоконстрикцию, усиливает секрецию альдостерона и АДГ, формирует жажду.
- АПФ — единственный фермент, отщепляющий две аминокислоты с C-конца белка.
- ПНФ секретируется предсердиями при повышении давления и является функциональным антагонистом РААС.
- Отсутствие 17-кетостероидов в катаболизме альдостерона имеет диагностическое значение.