Регуляция водно-минерального обмена

В регуляции водно-минерального обмена принимают участие 3 системы: ренин-ангиотензин-альдостероновая система, вазопрессин и атриальный натрийуретический фактор.

Ренин-ангиотензин-альдостероновая система

Снижение артериального давления, объема циркулирующей крови или концентрации ионов Na⁺ приводит к активации клеток юкстагломерулярного аппарата (ЮГА), локализованных в области приносящей артериолы почек. Клетки ЮГА вырабатывают ренин, который воздействует на ангиотензиноген - a₂-глобулин, синтезируемый печенью, и превращает его в декапептид - ангиотензин I. От ангиотензина I под действием ангиотензинпревращающего фермента отщепляется дипептид и образуется октапептид ангиотензин II. Ангиотензин II – самый мощный сосудосуживающий фактор из всех известных вазоактивных агентов. Он тормозит высвобождение ренина юкстагломерулярными клетками и оказывает действие на выработку альдостерона в коре надпочечников. Ангиотензин II превращается в гептапептид – ангиотензин III. У человека ангиотензина II в плазме крови в 4 раза выше, чем ангиотензина III и поэтому именно октапептид оказывает основной эффект. Ангиотензины II и III инактивируются под действием ангиотензиназ.

Ангиотензин II связывается со специфическими рецепторами клубочковой зоны коры надпочечников и стимулирует выработку альдостерона через изменение концентрации внутриклеточного Са²⁺ и метаболитов фосфатидилинозитолов.

Альдостерон – проникающий в клетку гормон. Клетками-мишенями являются дистальные канальцы и собирательные трубочки почек, где альдостерон усиливает реабсорбцию Na⁺. Гормон-рецепторный комплекс связывается с хроматином и регулирует транскрипцию специфических генов.

Na⁺ из жидкости, содержащейся в канальцах и омывающей апикальную поверхность почечных клеток, пассивно входит в клетки по Na⁺-каналам. Далее происходит перенос этого иона в интерстициальную жидкость, причем транспорт через мембрану на серозной стороне клетки осуществляется Na⁺/K⁺-АТФ-азой. Альдостерон увеличивает: 1) число каналов на мембране апикальной стороне клеток, что повышает уровень внутриклеточного Na⁺; 2) активность митохондриальных ферментов (в частности цитратсинтазы) за счет индукции транскрипции генов, что способствует выработке АТФ, необходимой для работы Na⁺/K⁺-АТФ-азы и 3) количество Na⁺/K⁺-АТФ-азы. Альдостерон способствует выделению из организма ионов К⁺ и NH₄⁺.

Задержка Na⁺ имеет 2 следствия: 1) увеличивается осмотическое давление, что вызывает продукцию вазопрессина. Это приводит к задержке воды. В результате восстанавливается объем крови. 2) повышенная концентрация натрия придает мышечным стенкам большую чувствительность к вазоактивным веществам. Это приводит вместе с прямым действием ангиотензина II на сосуды к восстановлению артериального давления до стабильного уровня.

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Синтезируется в гипоталамусе и поступает в гипофиз, а оттуда – в кровь. Секрецию вазопрессина стимулируют: 1) повышение осмотического давления крови, которое воспринимается осморецепторами мозга; 2) уменьшение объема крови, которое воспринимается барорецепторами кровеносных сосудов; 3) боль, возбуждение. АДГ влияет на клетки трех типов: 1) клетки почечных канальцев; 2) гладкомышечные клетки сосудов; 3) клетки печени. В клетках почечных канальцев под действием вазопрессина увеличивается концентрация цАМФ, активируется протеинкиназа и фосфорилируются белки мембраны клеток дистальной части извитых канальцев и собирательных трубок. Мембрана становится проницаема для воды. Вода поступает из первичной мочи в клетку, а затем в кровь, увеличивая объем жидкости и уменьшая осмотическое давление. В настоящее время показано, что белками, которые участвуют в транспорте воды и на которые действует вазопрессин являются аквапорины.

Реакция сосудов заключается в сокращении гладкомышечного слоя, сужению сосудов и опосредуется увеличением концентрации Ca²⁺ в цитозоле.

В печени АДГ стимулирует гликогенолиз и глюконеогенез. Эти эффекты связаны с увеличением концентрации Са²⁺.