Нарушения водно-солевого обмена.
Раздел 3. Тема 2. Регуляция водно-солевого обмена.
Общие принципы регуляции водно-солевого обмена.
Водно-солевой обмен – обмен воды и основных электролитов организма (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, H2PO4-).
В организме водно-солевой баланс внутриклеточной среды поддерживается постоянством внеклеточной жидкости. В свою очередь, водно-солевой баланс внеклеточной жидкости поддерживается через плазму крови с помощью органов и регулируется гормонами.
Выведение излишков воды и солей из организма осуществляют почки. Кроме того, воду из организма выводят кожа, легкие и ЖКТ. Изменения в работе почек, кожи, легких и ЖКТ может привести к нарушению водно-солевого гомеостаза.
Важнейшие параметры водно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей.
Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водно-солевого баланса и действующие на дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки почек:
1) антидиуретический гормон (АДГ),
2) альдостерон,
3) предсердный натриуретический фактор (ПНФ).
Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид содержащий 9 аминокислот. АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза (нейрогипофиз). Во время транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок - нейрофизин. Гранулы, содержащие зрелый антидиуретический гормон и нейрофизин, хранятся в терминальных расширениях аксонов в нейрогипофизе, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции.
|
|
|
Гипоталамус (препрогормон)→ Аппарат Гольджи (прогормон) → нейрогипофиз (зрелый гормон и нейрофизин)→хранение до стимуляции.
Стимул секреции АДГ: повышение концентрации Na+ и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости. При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приёма большого количества соли осморецепторы гипоталамуса, чувствительные к колебаниям осмолярности на 1%, регистрируют повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в нейрогипофиз (заднюю долю гипофиза) и вызывают высвобождение АДГ. Секреция АДГ происходит также в ответ на сигналы от барорецепторов предсердий.
Механизм действия. Для АДГ существуют 2 типа рецепторов: V1 и V2. Рецепторы V2, находятся на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки). Связывание АДГ с V2 стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А, которая фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается в неё, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которая свободно диффундирует в клетки почечных канальцев и затем поступает в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи (антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном.
|
|
|
Рецепторы типа V1 локализованы в мембранах ГМК сосудов. Взаимодействие АДГ с рецептором V1 приводит к активации фосфолипазы С и синтезу инозитолтрифосфата, который вызывает высвобождение Са2+ из ЭПС. В результате происходит сокращение гладкомышечного слоя сосудов. При этом сосудосуживающий эффект АДГ проявляется при высоких концентрациях гормона. Поскольку сродство АДГ к рецептору V2 выше, чем к рецептору V1, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.
|
|
|
Альдостерон - наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола. Синтез и секрецияальдостерона клетками клубочковой зоны стимулируются низкой концентрацией Na+ и высокой концентрацией К+ в плазме крови. На секрецию альдостерона влияют также простагландины, АКТГ. Однако наиболее важное влияние на секрецию альдостерона оказывает ренинангиотензиновая система.
Альдостерон действует на главные клетки собирательных трубочек, где реабсорбируется около 90 % фильтруемого Na+. Альдостерон связывается с внутриклеточными рецепторами, стимулирует транскрипцию генов и синтез белков, которые открывают натриевые каналы в апикальной мембране. В результате повышенное количество натрия входит в главные клетки и активирует Nа+,К+-АТФазу базолатеральной мембраны. Кроме того, альдостерон активирует митохондриальные ферменты ЦТК, в частности цитратсинтазу, которые стимулируют образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов.
|
|
|
Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.
Предсердный натриуретический фактор (ПНФ) - олигопептид, содержащий 28 аминокислот, синтезируется, главным образом, в кардиомиоцитах предсердий, и хранится в виде препрогормона. Стимулы секреции ПНФ:
- увеличение АД.
- увеличение осмолярности плазмы,
- повышение частоты сердцебиений,
- повышенный уровень катехоламинов и глюкокортикоидов в крови.
Основные клетки-мишени ПНФ - почки, периферические артерии. В почках ПНФ стимулирует расширение приносящих артериол (вазодилятатор), усиление почечного кровотока, увеличение скорости фильтрации и экскреции Na+. В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц и расширяет артериолы. Таким образом, суммарным действием ПНФ является увеличение экскреции Na+ и понижение АД.
Механизмпередачи сигнала включает связывание ПНФ с рецептором, что вызывает конформационные изменения и возрастание гуанилатциклазной активности рецептора. В результате ГТФ превращается в циклический ГМФ (цГМФ), который активирует протеинкиназу G.
ПНФ обычно рассматривают как физиологический антагонист ангиотензина II, поскольку под его влиянием возникают не сужение просвета сосудов и задержка натрия, а, наоборот, расширение сосудов и увеличение почечной экскреции соли.
Роль системы ренин-ангиотензин-альдостерон (РААС) в регуляции водно-солевого обмена
Ренин — протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль приносящих артериол почечного тельца. Секрецию ренина стимулирует:
- падение давления в приносящих артериолах клубочка, вызванное уменьшением АД и снижением концентрации Na+.
- снижение импульсации от барорецепторов предсердий и артерий в результате уменьшения АД.
Секрецию ренина ингибирует:
- ангиотензин II
- высокое АД.
В крови ренин действует на ангиотензиноген. Образование ангиотензиногена происходит в печени и стимулируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин гидролизует пептидную связь в молекуле ангиотензиногена, отщепляя от него N-концевой декапептид, образунтся ангиотензин I, не имеющий биологической активности. Под действием антиотензин-превращающего фермента (АПФ, карбоксидипептидилпептидаза) с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется ангиотензин II(октапептид).
Ангиотензин II функционирует через инозитолтрифосфатную систему клеток клубочковой зоны коры надпочечников и ГМК. Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение из ЭПС ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С. Действие Ангиотензина II:
- стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников.
- высокие концентрации ангиотензина II вызывают сильное сужение сосудов периферических артерий и повышают АД.
- стимулирует центр жажды в гипоталамусе и ингибирует секрецию ренина в почках.
Альдостерон - синтез и секрецию альдостерона стимулируют ангиотензин II, низкая концентрация Na+ и высокая концентрацией К+ в плазме крови, АКТГ, простагландины. Рецепторы альдостерона локализованы как в ядре, так и в цитозоле клетки.
Нарушения водно-солевого обмена.
1. Несахарный диабет. Дефицит АДГ, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передачи гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета. При этом происходит нерегулируемая экскреция воды, а наиболее опасным последствием является дегидратация организма.
Под названием "несахарный диабет" объединяют заболевания с разной этиологией. Основными причинами центрального несахарного диабета могут быть генетические дефекты синтеза препро-АДГ в гипоталамусе, дефекты процессинга и транспорта проАДГ (наследственная форма), а также повреждения гипоталамуса или нейрогипофиза (например, в результате черепно-мозговой травмы, опухоли, ишемии).
Нефрогенный несахарный диабет возникает вследствие мутации гена рецептора АДГ типа V2 (наследственная форма), следствием которого является неспособность почек реагировать на гормон.
Основное проявление несахарного диабета - гипотоническая полиурия, т.е. выделение большого количества мочи низкой плотности. Снижение секреции АДГ приводит также к усиленному потреблению воды. Диагностические критерии несахарного диабета: выраженная полиурия (до 20 л в сутки, плотность мочи <1,010, в норме - 1,020).
2. Гипертоническая болезнь. Гиперпродукция гормонов РААС вызывает повышение объема циркулирующей жидкости, осмотического и артериального давления. Повышение ренина возникает, например, при атеросклерозе почечных артерий, который возникает у пожилых людей.
Гиперсекреция альдостерона – гиперальдостеронизм, возникает в результате нескольких причин. Причиной первичного гиперальдостеронизма (синдром Конна) примерно у 80% больных является аденома надпочечников, в остальных случаях — диффузная гипертрофия клеток клубочковой зоны, вырабатывающих альдостерон. При первичном гиперальдостеронизме избыток альдостерона усиливает реабсорбцию Na+ в почечных канальцах, что служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками. Кроме того, усиливается выведение ионов К+, Mg2+ и Н+.
В результате развиваются: 1) гипернатриемия, вызывающая гипертонию, гиперволемию и отёки; 2) гипокалиемия, ведущая к мышечной слабости; 3) дефицит магния и 4) лёгкий метаболический алкалоз.
Вторичный гиперальдостеронизм встречается гораздо чаще. Он может быть связан с сердечной недостаточностью, хроническими заболеваниями почек, а также с опухолями, секретирующие ренин. У больных наблюдают повышенный уровень ренина, ангиотензина II и альдостерона. Клинические симптомы менее выражены, чем при первичном альдостеронизе.
Обезвоживание.
Обезвоживание (дегидратация, водная недостаточность) ведет к уменьшению объема внеклеточной жидкости (гиповолемии). Развивается вследствие:
1) аномальной потери жидкости через кожу, почки, желудочно-кишечный тракт,
2) снижения поступления воды,
Выраженное снижение объема внеклеточной жидкости может привести к гиповолемическому шоку. Продолжительная гиповлемия может вызвать развитие почечной недостаточности. Различают 3 типа обезвоживания:
1. Изотоническое – равномерная потеря Na+ и H2O.
2. Гипертоническое – недостаток воды.
3. Гипотоническое – недостаток жидкости с превалированием недостатка Na+.
В зависимости от типа потери жидкости дегидратация сопровождается снижением или повышением показателей осмоляльности, уровня Na+ и К+.
Отеки.
Отеки – одно из наиболее тяжелых нарушений водно-электролитного обмена. Отек – это избыточное накопление жидкости в интерстициальном пространстве, например, на ногах или легочном интерстиции. При этом происходит набухание основного вещества соединительной ткани. Отечная жидкость всегда образуется из плазмы крови, которая в патологических условиях не в состоянии удерживать воду. Отеки развиваются вследствие действия факторов:
1) снижение концентрации альбуминов в плазме крови.
2) повышение уровня АДГ и альдостерона, вызывающее задержку воды, Na+.
3) увеличение проницаемости капилляров.
4) повышение капиллярного гидростатического давления крови.
5) избыток или перераспределение Na+ в организме.
6) нарушение циркуляции крови (например, сердечная недостаточность).
Камни мочевых путей
рН-мочи колеблется в пределах от 4,5-8,0 и в норме при смешанном питании 5,5-6,5 (слабокислая среда). При преобладании в пище животных белков с мочой в больших количествах выделяются соли серной и фосфорной кислот; моча закисляется (рН 4,5-5,5). При диете, состоящей в основном из овощей и фруктов, наблюдается защелачивание мочи (рН-7,0-8,0). Объясняется это тем, что в растениях содержится меньше серосодержащих аминокислот, нуклеопротеинов, фосфопротеинов и много Na+и К+.
У детей в раннем возрасте рН мочи колеблется от 5,4 до 5,9 , т.е. моча более кислая за счет несовершенства функции почек. При грудном вскармливании ребенка рН мочи равен 6,9-7,8, а при искусственном – 5,4-6,9.
При постоянно кислой реакции выпадают в осадок ураты (натриевые или калиевые соли мочевой кислоты), мочевая кислота, что может привести к образованию уратных и мочекислых камней. При постоянной щелочной реакции могут образоваться фосфатные камни.
Резко кислая реакция мочи встречается при сахарном диабете (при наличии ацетоновых тел), лихорадочном состоянии, голодании.
Повышенное выведение мочевой кислоты (гиперурикурия), наблюдается при лейкемии, гепатитах, подагре, а также при лечении аспирином и кортикостероидами. Гиперурикурия может быть связана с гиперпродукцией в организме мочевой кислоты вследствие усиленного распада тканевых структур или генетических нарушений отдельных ферментов - синдром Леша-Нейхана.
Цистинурия (наследственное нарушение транспорта аминокислот) – нарушение реабсорбции цистина (предшественник цистина - цистеин) в почках. Цистин плохо растворим в воде, поэтому выпадает в виде кристаллов, которые приводят к образованию цистиновых камней в почках и мочевыводящих путях.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1350; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!