41.5: Гормональний контроль осморегуляторних функцій

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1671

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Навички для розвитку

Поясніть, як гормональні сигнали допомагають ниркам синхронізувати осмотичні потреби організму
Опишіть, як гормони, такі як адреналін, норадреналін, ренін-ангіотензин, альдостерон, антидіуретичний гормон та передсердний натрійуретичний пептид, допомагають регулювати виведення відходів, підтримувати правильну осмолярність та виконувати інші осморегуляторні функції

Поки нирки працюють для підтримки осмотичного балансу та артеріального тиску в організмі, вони також діють спільно з гормонами. Гормони - це невеликі молекули, які діють як посланці всередині організму. Гормони, як правило, виділяються з однієї клітини і подорожувати в крові, щоб вплинути на клітину-мішень в іншій частині тіла. Різні області нефрона несуть спеціалізовані клітини, які мають рецептори для реагування на хімічні посланники та гормони. Таблиця\(\PageIndex{1}\) узагальнює гормони, які контролюють осморегуляторні функції.

**Таблиця\(\PageIndex{1}\):** Гормони, що впливають на осморегуляцію
Гормон	Де виробляється	Функція
Адреналін і норадреналін	Мозок надниркових залоз	Може тимчасово зменшити функцію нирок шляхом звуження судин
Ренін	Ниркові нефрони	Підвищує артеріальний тиск, впливаючи на ангіотензиноген
ангіотензин	Печінка	Ангіотензин II впливає на множинні процеси і підвищує артеріальний тиск
Альдостерон	кора надниркових залоз	Запобігає втраті натрію і води
Антидіуретичний гормон (вазопресин)	Гіпоталамус (зберігається в задньому відділі гіпофіза)	Запобігає втраті води
Передсердний натрійуретичний пептид	Серцеве передсердя	Знижує артеріальний тиск, діючи як судинорозширювальний засіб і збільшуючи швидкість клубочкової фільтрації; зменшує реабсорбцію натрію в нирках

Адреналін і норадреналін

Адреналін і норадреналін вивільняються мозковим мозком надниркових залоз і нервовою системою відповідно. Вони є гормонів польоту/боротьби, які виділяються, коли організм перебуває під сильним стресом. Під час стресу значна частина енергії організму витрачається на боротьбу з неминучою небезпекою. Функція нирок тимчасово зупиняється адреналіном і норадреналіном. Ці гормони функціонують, впливаючи безпосередньо на гладку мускулатуру судин, щоб звужувати їх. Як тільки аферентні артеріоли звужуються, приплив крові в нефрони припиняється. Ці гормони йдуть на крок далі і запускають ренін-ангіотензин-альдостеронову систему.

Ренін-ангіотензин-альдостерон

Ренін-ангіотензин-альдостеронова система, проілюстрована на малюнку,\(\PageIndex{1}\) проходить кілька етапів для отримання ангіотензину II, який діє для стабілізації артеріального тиску та обсягу. Ренін (секретується частиною юкстагломерулярного комплексу) виробляється зернистими клітинами аферентних і еферентних артеріол. Таким чином, нирки безпосередньо контролюють артеріальний тиск і обсяг. Ренін діє на ангіотензиноген, який виробляється в печінці і перетворює його в ангіотензин I. Ангіотензинперетворюючий фермент (АПФ) перетворює ангіотензин I в ангіотензин II. Ангіотензин II підвищує артеріальний тиск за рахунок звуження кровоносних судин. Це також запускає вивільнення мінералокортикоїдного альдостерону з кори надниркових залоз, що, в свою чергу, стимулює ниркові канальці реабсорбувати більше натрію. Ангіотензин II також запускає вивільнення антидіуретичного гормону (АДГ) з гіпоталамуса, що призводить до затримки води в нирках. Він впливає безпосередньо на нефрони і знижує швидкість клубочкової фільтрації. Медично артеріальний тиск можна контролювати за допомогою препаратів, що інгібують АПФ (звані інгібіторами АПФ).

Ренин-ангіотензин-альдостероновий шлях включає чотири гормони: ренін, який виробляється в нирці, ангіотензин, який виробляється в печінці, альдостерон, який виробляється в надниркових залозах, і АДГ, який виробляється в гіпоталамусі і секретується заднім гіпофізом. Наднирники розташовані зверху нирок, а гіпоталамус і гіпофіз - в головному мозку. Шляхи починаються, коли ренін перетворює ангіотензин в ангіотензин I. Фермент під назвою АПФ потім перетворює ангіотензин I в ангіотензин II. Ангіотензин II має кілька прямих ефектів. До них відносять звуження артерій, що підвищує артеріальний тиск, зменшуючи швидкість клубочкової фільтрації, що призводить до затримки води та посилення спраги. Ангіотензин II також запускає вивільнення двох інших гормонів, альдостерону та АДГ. Альдостерон змушує нефрон дистальних канальців реабсорбувати більше натрію і води, що збільшує об'єм крові. АДГ помірковує введення аквапоринів в нефридіальні збиральні протоки. В результаті кров реабсорбується більшою кількістю води. АДГ також змушує артерії звужуватися. Гормон АНП є антагоністичним до ангіотензинового шляху. АНП знижує артеріальний тиск і обсяг за рахунок збільшення швидкості фільтрації клубочків, збільшення реабсорбції іонів натрію нефроном, а також за рахунок пригнічення вивільнення реніну з нирки і альдостерону з надниркових залоз. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Ренін-ангіотензин-альдостеронова система підвищує артеріальний тиск і обсяг. Гормон АНП має антагоністичну дію. (кредит: модифікація роботи Мікаеля Хеггстрема)

Мінералокортикоїди

Мінералокортикоїди - гормони, синтезовані корою надниркових залоз, які впливають на осмотичний баланс. Альдостерон - мінералокортикоїд, який регулює рівень натрію в крові. Майже весь натрій в крові рекультивується нирковими канальцями під впливом альдостерону. Оскільки натрій завжди реабсорбується активним транспортом, а вода слідує за натрієм для підтримки осмотичного балансу, альдостерон керує не тільки рівнем натрію, але і рівнем води в рідинях організму. На відміну від цього, альдостерон також стимулює секрецію калію одночасно з реабсорбцією натрію. На відміну від цього, відсутність альдостерону означає, що жоден натрій не реабсорбується в ниркових канальцях і весь він виводиться з сечею. Крім того, при добовому харчуванні калійне навантаження не виділяється і затримка К ⁺ може викликати небезпечне підвищення концентрації К ⁺ в плазмі крові. Пацієнти, які мають хворобу Аддісона, мають недостатню кору надниркових залоз і не можуть виробляти альдостерон. Вони втрачають натрій в сечі постійно, і якщо запас не поповнюється, наслідки можуть бути фатальними.

Антидіуректичний гормон

Як обговорювалося раніше, антидіуретичний гормон або АДГ (також називається вазопресином), як випливає з назви, допомагає організму зберігати воду, коли обсяг рідини в організмі, особливо крові, низький. Він утворюється гіпоталамусом і зберігається і звільняється з заднього гіпофіза. Він діє шляхом введення аквапоринів в збірні протоки і сприяє реабсорбції води. АДГ також діє як судинозвужувальний засіб і підвищує артеріальний тиск під час крововиливу.

Передсердний натрійуретичний пептидний гормон

Передсердний натрійуретичний пептид (АНП) знижує артеріальний тиск, діючи як судинорозширювальний засіб. Він вивільняється клітинами в передсерді серця у відповідь на високий кров'яний тиск і у пацієнтів з апное сну. АНП впливає на виділення солі, а оскільки вода пасивно слідує за сіллю для підтримки осмотичного балансу, вона також має сечогінну дію. ANP також запобігає реабсорбції натрію нирковими канальцями, зменшуючи реабсорбцію води (тим самим діуретиком) та знижуючи артеріальний тиск. Його дії пригнічують дії альдостерону, АДГ, реніну.

Резюме

Гормональні сигнали допомагають ниркам синхронізувати осмотичні потреби організму. Гормони, такі як адреналін, норадреналін, ренін-ангіотензин, альдостерон, антидіуретичний гормон та передсердний натрійуретичний пептид допомагають регулювати потреби організму, а також зв'язок між різними системами органів.

Глосарій

ангіотензинперетворюючий фермент (АПФ): фермент, який перетворює ангіотензин I в ангіотензин II

ангіотензин I: продукт у шляху ренін-ангіотензин-альдостерону

ангіотензин II: молекула, яка впливає на різні органи для підвищення артеріального тиску

антидіуретичний гормон (АДГ): гормон, що запобігає втраті води

ренін-ангіотензин-альдостерон: біохімічний шлях, що активує ангіотензин II, що підвищує артеріальний тиск

судинорозширювальний: з'єднання, що збільшує діаметр кровоносних судин

вазопресин: інша назва антидіуретичного гормону