Регуляция постоянства осмотического давления

Регуляция постоянства осмотического давления плазмы крови происходит при участии развития жажды и гормона А-вазопрессина (первая буква аминокислоты аргинин) или АДГ (АДГ), выделение которого стимулируется повышением осмотического давления плазмы. Основная роль АДГ — увеличение реабсорбции воды в дистальных канальцах и уборочных трубочках нефронов и уменьшение потери воды с мочой, что способствует нормализации осмотического давления.

Вазопрессин (АДГ) и его роль

Вазопрессин является гормоном, который относится к полипептидов, синтезируется нейронами супраоптических и паравентрикулярного ядер гипоталамуса и путем нейросекреции транспортируется в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз), где сохраняется. Выход гормона в кровь происходит при деполяризации окончания нейрона, а вход ионов Са 2+ в нервную терминаль способствует экзоцитоза секреторных гранул и выделению гормона в кровь. Деградация вазопрессина происходит преимущественно в печени и почках.

Регуляция секреции вазопрессина. Главными стимулами секреции вазопрессина является повышение осмо-

ТАБЛИЦА 6.6. Средние концентрации веществ в жидкостях организма

Межклеточная жидкость (мосмоль / л Н2О)

Внутриклеточная жидкость (мосмоль / л Н2О)

Вместе мосмоль / л

Уточненная осмолярность (мосмоль / л)

ческого давления плазмы крови вследствие гиперосмолярности, а также уменьшение эффективного объема циркулирующей крови (ОЦК) — гиповолемия. Все факторы, которые приводят к повышению осмотического концентрации плазмы (гиперосмолярности) и уменьшение ОЦК (гиповолемии) и снижение артериального давления (гипотензии), стимулируют синтез и секрецию вазопрессина (рис. 6.44).

Увеличение осмотического концентрации плазмы крови в «пределах 1-2% стимулирует секрецию вазопрессина. К гиперосмолярности может привести потеря воды организмом благодаря различным факторам (с потом при значительных физических нагрузках, при диарее, рвоте, с мочой при сахарном диабете и других).

Увеличение осмотического давления активирует осморецепторы, которые расположены в гипоталамусе вблизи нейронов, синтезирующих вазопрессин. Стимуляция осморецепторов рефлекторно вызывает выделение вазопрессина нейрогипофизом.

Уменьшение эффективного объема циркулирующей крови (гиповолемия) является сильным стимулом рефлекторной секреции вазопрессина, в частности при кровопотере, что приводит к снижению артериального давления крови. Уменьшение сигнализации от аортальных и каротидных барорецепторов, от волюморецепторов предсердий и сосудов в бульбарного гемодинамического центра, а от него — к супраоптических и паравентрикулярного ядер гипоталамуса, что приводит к секреции вазопрессина нейрогипофизом.

Под влиянием вазопрессина увеличивается реабсорбция воды в дистальном отделе нефрона, что уменьшает осмотическую концентрацию плазмы крови, а задержка воды в кровеносных сосудах вызывает рост ОЦК.

Информация от нейронов гипоталамуса к коре большого мозга стимулирует возникновение жажды , которая приводит прием воды и уменьшение величины осмотического концентрации и увеличение объема крови, что способствует повышению пониженного артериального давления. Вазопрессин, концентрация которого при кровопотере значительно увеличивается, вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение давления крови.

Таким образом, регулируемыми параметрами водного баланса организма является осмотическое давление крови , зависит от осмолярнои концентрации плазмы, и величина давления крови в сосудах, создается эффективным объемом циркулирующей крови. Нормализация этих параметров каналом отрицательной обратной связи подавляет секрецию вазопрессина (рис. 6.45).

Следует отметить, что осморецепторы чрезвычайно чувствительны к изменению осмолярнои концентрации плазмы крови и играют основную роль в регуляции водного баланса благодаря секреции вазопрессина. При этом количество ионов Na + составляет 95 % осмотического концентрации. Гиповолемия может быть доминирующим фактором стимуляции секреции вазопрессина при уменьшении эффективного объема циркулирующей крови, однако этот механизм не является физиологическим регулятором секреторного процесса.

Подавляет секрецию вазопрессина увеличение внеклеточного объема воды, следствием чего является уменьшение осмотического концентрации плазмы крови.

Неосмотичнимы ингибиторами секреции вазопрессина является повышение артериального давления, которое является вторичным по

РИС. 6.44. Регуляция секреции вазопрессина (АДГ). (Пунктиром указаны каналы отрицательной обратной связи). Р — артериальное давление, ОЦК — объем циркулирующей крови

РИС. 6.45. Влияние увеличенной осмотического концентрации плазмы крови (1) и уменьшение объема циркулирующей крови (2) на секрецию АДГ (вазопрессина)

рост внеклеточного объема жидкости, в том числе эффективного объема циркулирующей крови — гиперволемии.

Сигнализация при гиперволемии поступает от рецепторов предсердий благодаря его растяжению, а также от легочных вен, при изменении внутриплеврального давления при дыхании, изменении осанки тела, погружении тела в воду по шею.

Увеличение центрального венозного давления в горизонтальной позе приводит к увеличению давления крови в левом предсердии и рефлекторном угнетении секреции вазопрессина, имеет место и во время сна. Подавляют секрецию вазопрессина также алкоголь, кофеин.

Механизм действия вазопрессина. А-вазопрессин взаимодействует с V2-рецепторами базолатеральных мембран эпителия дистальных канальцев и главными клетками собирательных трубочек, где G5-белок активирует аденилатциклазу, что приводит к образованию внутриклеточного посредника — цАМФ, который через каскад реакций приводит к увеличению реабсорбции воды в дистальных канальцах и уборочных трубочках.

Вазопрессин взаимодействует с Vj-рецепторами гладких мышц кровеносных сосудов, где внутриклеточным посредником является ИФ3, вследствие этого возникает сокращение их мышц и существенное сужение кровеносных сосудов.

Влияние вазопрессина на клетки-мишени почечного эпителия. При отсутствии вазопрессина дистальные канальцы и уборочные трубочки почти непроницаемы для воды. Под влиянием вазопрессина, при активации V2-рецепторов эпителия нефрона, увеличивается проницаемость апикальных мембран для воды через водные каналы — аквапорины . Водные каналы находятся в клетках, внутри на эндосомы. Вазопрессин вызывает их перемещение к апикальной мембраны, что приводит к увеличению проницаемости эпителия к воде по осмотическим градиентом. При этом уменьшается количество выделяемой мочи и повышается ее относительная плотность.

Влияние вазопрессина через V 2 рецепторы на гладкие мышцы кровеносных сосудов приводит к сокращению мышц сосудов и их сужение — преимущественно артериол, следствием чего является увеличение артериального давления в условиях его уменьшения при кровопотере. В физиологических концентрациях вазопрессин оказывает слабое сосудосуживающим действием. Он также стимулирует выделение АКТГ передней долей гипофиза.

Избыток или недостаток вазопрессина. Неконтролируемая гиперсекреция вазопрессина, может возникать вследствие развития опухоли негипоталамичного происхождения, приводит к чрезмерной задержки воды, вызывает следующие изменения:

■ увеличение внеклеточного объема воды, в том числе ОЦК:

■ рост экскреции ионов Na + (натрийурии) из-за подавления секреции альдостерона;

■ развития отеков вследствие гипоосмолярности плазмы крови

■ увеличение осмолярности мочи вследствие уменьшения ее объема и натрийурии.

Гипосекреция вазопрессина приводит к несахарного диабета центрального происхождения, для которого характерно уменьшение реабсорбции воды в дистальных канальцах и уборочных трубочках, что приводит к возникновению:

полиурии — увеличение мочи до 3-20 л / сутки

полидипсия — увеличение ввода воды в организм благодаря развитию жажды ; объем воды при этом поддерживается и в условиях гипонатриемии.

Методы исследования желёз внутренней секреции

1) Физикальное исследование — при помощи осмотра области железы, ее пальпации.

2) Исследование структуры железы при помощи ультразвука, рентгеновского метода, компьютерной томографиию

3) Определение в крови и в моче концентрации гормонов.

4) Определение в моче концентрации метаболитов гормонов (ванилилминдальной кислоты — для катехоламинов, 17-КС — для стероидных гормонов).

5) Стимуляция или угнетение функции железы с последующим определением в крови концентрации гормонов.

6) Радиоизотопное сканирование с веществами — предшественниками гормонов, меченными изотопами (по уровню накопления в железе изотопа судят о ее функции — например, сканирование щитовидной железы с радиоактивным йодом).

7) Пункционная биопсия железы с ее гистологическим исследованием.

Строение и функция желёз внутренней секреции

В нейронах гипоталамуса синтезируются нейропептиды, которые поступают в переднюю (рилизинг–гормоны) и в заднюю (окситоцин и вазопрессин) доли гипофиза.

Мишенями для этих гормонов являются эндокринные клетки передней доли гипофиза. Ррилизинг–гормоны подразделяют на либерины, усиливающие синтез и секрецию соответствующего гормона в передней доли гипофиза и статины, подавляющие синтез и секрецию гормонов.

К гипоталамическим либеринам относятся:

Статинами являются соматостатин и пролактиностатин.

Соматостатин подавляет синтез и секрецию гормона роста, АКТГ и тиреотропного гормона, инсулина и глюкагона, ингибирует секрецию гастрина, холецистокинина, секретина, ренина, желудочную секрецию.

Соматолиберин (соматокринин) — стимулирует секрецию гормона роста в передней доле гипофиза.

По химической структуре гонадолиберин (люлиберин) и пролактиностатин близки, так как аминокислотные последовательности для гонадолиберина и пролактиностатинакодируется одним геном — LHRH. Мишенями для этих гормонов являются соответственно гонадотрофы и лактотрофы передней доли гипофиза. Эти гормоны играют важную роль в качестве нейрорегуляторов репродуктивной функции, стимулируя синтез и секрецию ФСГ и ЛГ, а пролактиностатин подавляет секрецию пролактина из лактотрофных клеток передней доли гипофиза.

Тиреолиберин стимулирует тиреотрофы и лактотрофы передней доли гипофиза. В результате возрастают секреции пролактина и тиреотропина.

Кортиколиберин синтезируется в нейросекреторных нейронах паравентрикулярного ядра гипоталамуса, плаценте, Т-лимфоцитах. Стимулирует синтез и секрецию АКТГ и других продуктов экспрессии гена проопиомеланокортикотропина. Обеспечивает координацию эндокринных, нейровегетативных и поведенческих ответов организма в стрессовых ситуациях.

Меланостатин подавляет образование меланотропинов.

Нижний придаток мозга, располагается в глубине турецкого седла, при помощи воронки связан с гипоталамусом. Масса его 0,4 — 0,6 г. Анатомически состоит из трех долей — передней, средней и задней, но функционально выделяют 2 доли: переднюю, чисто эндокринную, — аденогипофиз; и заднюю, нейроэндокринную, где идет накопление гормонов, синтезированных в гипоталамусе, — вазопрессина (антидиуретического гормона — АДГ) и окситоцина.

1. Тиреотропин (стимулирует образование и выделение гормонов щитовидной железы).

2. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) (стимулирует рост и созревание фолликулов в яичниках, сперматогенез).

3.Лютеинизирующий гормон (ЛГ) (стимулирует образование эстрогенов, совместно с ФСГ — овуляцию, у мужских особей — синтез тестостерона).

4. Пролактин (стимулирует рост молочных желез и выделение молока, модулирует половое поведение).

5. Соматотропный гормон (СТГ — гормон роста).

6. Липотропный гормон (стимулирует накопление жира в жировых депо).

7. Адренокортикотропный гормон — АКТГ (АКТГ образуется из предшественника проопиомеланокортина под действием протеаз; кроме АКТГ и b-липотропина, из проопиомеланокортина образуются эндорфины и меланоцитстимулирующий гормон).

8. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) (стимулирует образование пигмента в коже).

Вазопрессин— антидиуретический гормон, (АДГ)

Известно 7 природных пептидов, обладающих антидиуретической активностью. У человека и большинства млекопитающих антидиуретическим гормоном является L-аргинин-вазопрессин (LАВП).

Органом-мишенью для АДГ являются собирательные трубочки нефрона почки. В отсутствии АДГ они непроницаемы для воды. При повышении осмотического давления крови или падении артериального давления происходит секреция гормона, что сопровождается повышением проницаемости стенки канальца для воды, усилением реабсорбции воды, уменьшением диуреза и увеличением объема циркулирующей крови. Изменение проницаемости клеточной мембраны осуществляется ферментативной системой, фосфорилирующей и дефосфорилирующей специфический мембранный белок. При введении больших доз АДГ происходит выраженное сужение артерий и в результате — повышение кровяного давления. При нарушении секреции АДГ развивается несахарный диабет, для которого характерно выделение большого количества гипотонической мочи. Органами-мишенями для окситоцина являются миометрий матки и миоэпителиальные клетки молочной железы. Стимулом для секреции окситоцина у кормящей грудью женщины является раздражение соска молочной железы при сосании. Сокращение миоэпителиальных клеток, расположенных вокруг протока железы, выдавливает молоко. Это способствует продвижению в крупные протоки и млечные синусы молока, продуцируемого и секретируемого под воздействием пролактина. Окситоцин вызывает также сокращения миометрия матки, что имеет важное значение в механизме родов. Приблизительно после 280-го дня беременности эстрогены повышают чувствительность миометрия матки к окситоцину, секреция которого к этому сроку резко возрастает. Благодаря снижению мембранного потенциала увеличивается частота, интенсивность и длительность сокращений. Сокращения миометрия перемещают плод к шейке матки, а возникающее при этом раздражение механорецепторов шейки матки и в дальнейшем влагалища стимулирует секрецию окситоцина и родовую деятельность.

Полипептид из 198 аминокислот. Человеческий пролактин присутствует в плазме в виде мелких, крупных и очень крупных молекул, преобладают мелкие молекулы (22000 Д).

Биологическая роль: совместно с другими гормонами обеспечивает стимуляцию маммогенеза (развитие молочной железы), инициацию и поддержание секреции молока (лактопоэз). К другим органам-мишеням относятся: яичники (регуляция ЛГ-рецепторов желтого тела); яички (регуляция связывания ЛГ клетками Лейдига); надпочечники. Регуляция секреции пролактина в основном сводится к ингибирующему влиянию гипоталамуса. Физиологическими стимулами секреции пролактина являются сон, физическая активность, стресс, гипогликемия, раздражение соска, половой акт, эстрогены. Уровень пролактина у женщин моложе 40 лет выше, чем у мужчин. При беременности имеет место физиологическая гиперпролактинемия, однако лактация подавлена высокой концентрацией стероидов в крови. Падение концентрации стероидов после родов приводит к выделению молока. Повышение уровня пролактина (600-1000 мЕ/л, норма до 500) — гиперпролактинемия. Гиперпролактинемия до 1500 мЕ/л обычно сопровождается аменореей у женщин, олиго-аспермией у мужчин.

Соматотропин имеет молекулярную массу 22000 Д, включает в структуру 191 аминокислоту. Синтезируется и депонируется только в гипофизе. Синтез и секреция СТГ гипофизом зависит от гипоталамических пептидов. Гормон роста действует синергично с половыми гормонами, тироксином и витамином Д и способствует росту скелета, росту и дифференцированию органов, приросту массы тела. Действие гормона включает 3 компонента:

1. Создание оптимального уровня субстрата для роста тканей (углеводов, жиров, аминокислот, минеральных веществ);

2. Стимуляцию синтеза факторов роста (прежде всего синтеза соматомедина), в свою очередь увеличивающих рост;

3. Прямое действие на ткани, имеющие рецепторы к СТГ (костный мозг, гладкие мышцы, фибробласты, адипоциты, лимфоциты).

Метаболическое действие гормона роста состоит в наращивании массы белка, экономии углеводов, стимуляции липолиза. СТГ увеличивает синтез хондроитин-сульфата и коллагена, экскрецию с мочой гидроксипролина, магния и кальция, всасывание кальция в кишечнике. Уменьшается выделение с мочой натрия, хлора, фосфатов. Активность ферментов, число ретикулоцитов и лимфоцитов может повышаться.

Стимулирующее влияние на органы-мишени СТГ осуществляется через факторы роста: соматомедины (СМ) и факторы роста с инсулиноподобной активностью (ФРИПА). Описано 5 стимуляторов: СМ А, СМ С, ФРИПА I и II и стимулирующая деление клеток активность (MSA). От СТГ зависят 2 фактора: 1) ФРИПА I и СМ А (пубертатный фактор); 2) ФРИПА II (фетальный и неонатальный фактор роста). Соматомедины стимулируют включение сульфатов в хрящ; обладают неподавляемой инсулиноподобной активностью; стимулируют размножение клеток; связываются со специфическими транспортными белками. Концентрация их в сыворотке зависит от СТГ. Образование и секрецию гормона роста регулируют соматолиберин и соматостатин гипоталамуса. К факторам, повышающим секрецию гормона роста, относятся гипогликемия голодания, стресс, интенсивная физическая работа, глубокий сон. Гормон роста повышает содержание в крови жирных кислот и глюкозы. В физиологических условиях соматотропный гормон стимулирует рост организма, нормальное физическое и психическое развитие. При недостатке гормона в детском возрасте рост прекращается, возникает карликовость, страдают процессы, обусловленные анаболизмом белков — регенерация, иммунитет, память, способность адаптации к окружающей среде. У взрослых недостаточность гормона роста неизвестна. Однако при тотальной недостаточности гормонов передней доли гипофиза (синдром Симондса) развивается гипофизарная кахексия, характеризующаяся резким исхуданием и неизбежно приводящая к смерти. Избыточная секреция гормона роста в детском возрасте приводит к ускорению роста и гигантизму. Рост прекращается с наступлением половой зрелости, когда повышение секреции половых гормонов приводит к окостенению эпифизарного хряща костей. У взрослых избыточная секреция гормона роста приводит к заболеванию акромегалии. Происходит увеличение костей лицевого черепа, пальцев, языка, желудка, кишечника. На костях образуются наросты — экзостозы.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) — тропный гормон передней доли гипофиза, основное назначение которого состоит в стимулировании коры надпочечников. В нейроэндокринной системе он выполняет роль передатчика импульсов нервной системы, расширяя ее влияние на весь организм путем воздействия на кортикостероидзависимые метаболические процессы. Эффекты АКТГ повторяют эффекты контролируемых им гормонов: глюкокортикоидов, в незначительной степени минералокортикоидов и андрогенов надпочечников. Меланоцитстимулирующая активность АКТГ сопровождается гиперпигментацией.

Источники:

http://studbooks.net/80680/meditsina/regulyatsiya_postoyanstva_osmoticheskogo_davleniya

http://lektsii.org/6-20917.html