Úloha hormónov v regulácii osmotického tlaku a koncentrácie iónov sodíka a draslíka

Video: izotonické nápoje

Je známe, že u zvierat, voda je približne 70% telesnej hmotnosti. Voda - prostredie, v ktorom sa rozpustí alebo dispergujú rôznych látok obsiahnutých ako základná zložky v živom tele. Navyše, voda je aktívne zapojený v priebehu metabolických procesov. Od jeho množstvo v tele je závislá od koncentrácie látok obsiahnutých v bunkách, a cirkulujúce tekutiny. Tieto koncentrácie by mala byť relatívne konštantná pre každý druh zvierat.

Hlavným faktorom, ktorý určuje množstvo vody v organizme a podporu potrebnú rovnováhu medzi objemom vnútri a extracelulárnej tekutiny je osmotický tlak krvi. Stabilizácia tohto ukazovateľa vo vyšších živočíchov [je rovná 7,6 atm (~ 7,6 • 105 Pa), alebo 300 mosmol / l], je mimoriadne dôležité, aby celkové metabolické homeostázy a hodnoty krvného tlaku. Krvný osmotický tlak koncentráciou soli a najmä koncentrácie iónov Na +. Na + iónov v krvi zadržiavať vodu a riadiť jeho osmotický tlak.

Koncentrácia Na +, je do značnej miery závislý na objeme cirkulujúcej a intracelulárnej tekutiny. Tak, metabolizmus vody v organizme úzko súvisí s výmenou soli a najmä sodné a osmotického tlaku vzhľadom k vode aj na koncentráciu Na +. Avšak, rovnováha sodného, podľa poradia, je úzko spojená s výmenou K +, H +, ako aj niektoré z ďalších iónov. Telo má vždy normálny iónové asymetrie medzi extracelulárnou a bunkového priestoru: v extracelulárnej tekutine je výrazne dominuje Na +, K + - intracelulárny.

Udržiavanie normálneho iónový gradiente je zásadný pre životne dôležité funkcie všetkých typov a každej bunke mnohobuněčného organizmu ako celku. Zmena z iónovej rovnováhy môže viesť k narušeniu transmembránovej rozdielom potenciálov v nervových a svalových buniek potrebných pre prenos nervových impulzov a svalovej biosyntézy porušovanie stimulácie proteínov, glykolovú, dýchanie a oxidatívny fosforylácie v rôznych bunkách, do hlbokých porúch takmer vo všetkých telesných funkcií, a konečne na smrť.

Z tohto dôvodu, udržiavanie vody a soli homeostázy je životne dôležitý pre osmoregulaci, optimálny objem inti- a extracelulárnej tekutiny, a ich pomer a hodnoty krvného tlakovo pre zaistenie správneho rozloženia asymetria monobázových iónov v tele.

Procesy osmoregulace a regulácia pomeru Na + a K + vzamosvyavany. Obaja sú do značnej miery realizovaná prostredníctvom špecializovanej štruktúry zhelezistoepitelialnye, ktorého primárnou funkciou - reguláciu vody a soli rovnováhy. Tieto štruktúry / stavovce sú obličky, črevá, potné žľazy a slinné žľazy, močového mechúra, kože, žiabre a niektoré ďalšie hmyz majú tieto štruktúry sú Malpighian trubice a konečníka.

Tieto štruktúry a slúži ako hlavný cieľový orgán pre rad hormónov, konkrétne osmotická úrovni riadenia tlaku a pomeru iónov Na + a K + a H + v tele. Pôsobením špecifických faktorov, ktoré modifikujú parametre dát (príjem veľkého množstva vody alebo bez vody, suhoedeniem, poruchy soli strave, zmeny vo vylučovanie vody a soli, krvácanie, náhlych zmien krvného tlaku, a pod), je pravidelná zmena hladiny sekrécie hormónu endokrinné príslušné žľazy. V dôsledku tohto trendu sa mení intenzitu aktivity vylučovacích orgánov, čo má za následok obnovu počiatočnej rýchlosti rovnováhy vody a soli. Súčasne aktivuje a neurónové mechanizmy, ktoré regulujú prietok vody a soli v tele.

Tak, zvláštna skupina hormónov spolu s centrálnom nervovom systéme je zodpovedný za osmoregulaci a udržiavať určitý pomer Na +: K +, rovnako ako krvný tlak. Hlavný hormón tejto skupiny stavovcov - ADH a jeho analógy, aldosterón a atriopeptidy. Tieto hormóny regulujú tieto funkcie v tesnej súvislosti s renyanangiotenzinovoy, kinínového, PG a autonómny nervový systém.

Vazopresín a tekutín a elektrolytov homeostázy. Vazopresín (arginín alebo lyzín-vazopresín) - hormón produkovaný supraoptic jadrách hypotalamu a nanesenej neurohypofýzy reguluje osmotický tlak krvi hlavne zvýšením zadržiavanie vody v tele. U cicavcov, tento hormón inhibuje obličiek diurézy, ktorá slúžila ako základ pre druhý titul vazopresínu - antidiuretického hormónu (ADH). Vo všetkých iných stavovcov funkcie vazopresínu v regulácii vodnej bilancie vykonáva homológov - vazotrtsin, a v menšej miere neurohypofyzární hormónov oxytocínu sérií.

Hlavným bodom akčných aplikácií ADH u cicavcov je, ako už bolo spomenuté, obličkovej Nefrón, alebo skôr jeho distálnej spletité kanáliky a zberné potrubie. Tým, pôsobiace na týchto častiach nefrónu, hormón selektívne stimulujú reabsorpciu vody z primárnej moču v krvi (Kamm, 1928 Ginetsinskii 1964 Natochin, 1972). V neprítomnosti vazopresín selektívne zachytenie vody v distálnom tubule fragmenty prakticky proshodit. Avšak, to je tieto časti nefrónu a sú regulačné hodnoty v súvislosti s diurézy a koncentračný moču, pretože v prekrývajúce časti nefrónu vody reabsorbed osmotického gradientu požadovaného.

Osmotický gradientu, ktorý sa vyskytuje po celom nefrónu kvôli aktívnymi ióny Na + reabsorpcie a ich hromadenie v okolokanaltsevoy médiu (viď. Nižšie), určuje smer pasívneho pohybu vody a konštantnej úrovne sanie z primárnej moču. Táto konštanta, obligátne hladina vody vychytávania v obličkách je veľmi vysoká a predstavuje približne 7/8 objemu ultrafiltrát za všetkých podmienok. Distálnej časti rúrkového zariadení a zberných kanálikov gradientu osmotickej nielen zachovaná, ale dokonca zvýšili. Tu je však funkčná hodnota ustupuje do pozadia a dáva prvý selektívne priepustnosť stien rúrkového segmentu pre vodu. Úroveň priepustnosti tubulov, a tým aj rýchlosť reabsorpcie vody, bol výsledný objem sa vylučuje močom a to sa koncentruje takmer úplne závislé ADH (obr. 91, 92).

Obrázok 91. regulácie metabolizmu vody a ADH zapojených do seba-reguláciu krvného tlaku, objemu krvi a osmotického tlaku (pre P. Clegg, Clegg A. 1971 v znení neskorších predpisov)

Obrázok 92. Hormonálna regulácia priepustnosti žľazových epiteliálnych bunkách vylučovanie vody a Na +:
Ald - aldosterónový, ADH - antidiuretického hormónu (vazopresín)

Keď choroba hypotalamo-neurohypofyzární systém spojené so zlyhaním produkcie ADH - diabetes insipidus (diabetes), - rebsorbtsiya vody v distálnych tubuloch a zberných kanálikov môžu náhle (pokles, veľkosť dennej produkcie moču. - Zvýšenie prudko v niektorých prípadoch, títo pacienti vylučovať denne 30 l moču, miesto asi 1,5 l je normálne. Tým sa zvyšuje vhodnosť osmotický tlak krvi, znižujú krvný tlak, znižujú bunkovú turgor, atď.

Podobný účinok je hypofysektomii a najmä ničenie supraoptic jadra hypotalamu oblasti zvierat v experimente. Substitučná liečba diabetes insipidus podaním drogy do úrovne tela ADH normalizuje výstup pacienti moču a metabolizmus vôd.

To znamená, že samo-regulačnú úlohu v cicavcov ADH je znížená najmä selektívne stimuláciu re-absorpcie vody v distálnom nefrónu. Avšak určitá hodnota účinkov hormónu v metabolizme vody u cicavcov a má podobný vplyv na jeho reabsorpciu vody v črevnej sliznici a slinných žliaz. Pravdepodobný vasotocin a mezototsin u vtákov a plazov tiež vykonávať osmoregulace obličkami a čriev. Obojživelníky tiež dôležité zamerať sa na orgány pre antidiuretického hormónu - močový mechúr a kože.

Neurohypofyzární hormóny v obojživelníkov stimulujú reabsorpciu vody z moču obsiahnuté v močovom mechúre, a zachytenie vody z pokožky okolitého prostredia (Bentley, 1960, 1976- Leaf, Hayes, 1971). V rybách, bod aplikácie príslušného hormónu neurohypofýzy spolu s obličkami sú žiabre. Zaujímavé je, že členmi tejto triedy stavovcov v regulácii metabolizmu vody okrem hypotalamus-neurohypofyzární komplexu sa jedná a to najmä: urofiz železo - homológov neurohypofýza, ktorý sa nachádza na kaudálny chrbtice. Jeden z jeho štyroch známych hormónov urosteninov (urostenin IV) zodpovedá svojimi vlastnosťami k vasotocin (Zelník, Lederis, 1973).

Renálne a extrarenálnou účinky ADH a jeho analógov sú vyrobené z jediného mechanizmu. Predpokladá sa, že bunky všetkých gormonchuvstvitelnyh vylučovací žliaz epiteliálne štruktúry sú heterogénne na bunkovom povrchu. Podľa heterogenity hypotéza (polarity) povrchov takých buniek vzhľadom na ich rozdielne priepustnosti membrány do vody a solí (predovšetkým sodný).

Slizničnej (apikálnej) povrchu buniek čelí lumen kanálikoch nefrónu do dutiny močového mechúra, alebo v smere na životné prostredie v koži je priepustná pre relatívne ľahko soli, ale predstavuje "pórov" vodné bariéru. Vnútorné rovnaký serózna (bazálny) na bunkový povrch priepustný pre vodu, ale je prekážkou pre Na + (viď. Obr. 92). Predpokladá sa, že lumen zvyšuje ADH "póry" apikálnej povrchu bunkovej membrány a tým aj zníženie slizničnej bariéry proti vode, zvýšenie jeho difúzna tok do bunky. Z bunky voda voľne prestupuje serózna povrch krvi (Lichtenstein, list, Bekmuhametova 1965- 1975).

Početné štúdie preukázali, že ADH a jeho analógy realizovať ich vplyv na priepustnosť epitelových buniek do vody za použitia cAMP ako mediátor (Brown et al., 1963).

Ca2 + iónov vo vysokých koncentráciách inhibujúcich -AC inhibovať ADH a gidroosmotichesky účinok (Peterson, Edelman, 1970). Malo by však byť zdôraznené, že účinok na ADH vody difúziu v epitelových bunkách nie sú priamo spojené so koncentráciu sodíkových iónov, alebo jeho dopravného systému (Bentley, 1959 Fin et al., 1966).

ADH produkujúce hypotalamo-neurohypofyzární komplex je najdôležitejším regulátor krvný osmotického tlaku, citlivý na akékoľvek zmeny v osmotických procesoch a súvisiacich zmien hemodynamických a diurézy. Akékoľvek zmeny v toku týchto procesov viesť k špecifickej zmeny úrovne sekrécie antidiuretického hormónu alebo jeho analógov pre negatívnej spätnej mechanizmu (Sheiria, 1962 a Bentley, 1976). Tak, zníženie objemu krvnej plazmy krvných strát iba 8%, vedie k rýchlemu vylučovaniu zvýšeniu ADH u zvierat.

Podobný účinok sa podáva zvieratám hypertonických roztokov chloridu sodného alebo glukózy, zvyšujú osmotický tlak iba 2%. Stimulačný účinok na sekréciu ADH tiež podávanie proteínových roztokov, vodou hladovanie, nadmerné požívanie soli, znížený krvný tlak, hypoxia, atď

Silný hormonálnej sekrécie týchto podmienok prispieva k množstvo vody v plazme, obnovenie krvného osmotického tlaku, zvýšenie počtu cirkulujúcich tekutiny a hodnoty krvného tlaku. Naopak, inhibícia diurézy, ochorenia tráviaceho zaplavenie tela, nízkym obsahom soli strava, vysoký krvný tlak, hyperoxie spôsobuje inhibíciu sekrécie ADH. Pripomeňme si, že hormón môže mať vplyv na krvný tlak nie je len kvôli zadržiavaniu vody v tele, ale tiež spôsobuje kŕč arteriol.

Štúdium fyziologických mechanizmov regulujúcich syntézy a sekrécie ADH naznačuje, že sa vykonáva dvoma spôsobmi: automaticky a neuro-reflex. Neuromuskulárne regulácia reflexné cesty môže začínať osmo-, Baro hemoretseptivnyh polia a krčnej dutiny, krčných orgánov, aortálneho oblúka, dutiny hrudnej žily a átria (Sheiria et al. 1962, 1964). Nervové impulzy idú do mozgu, nakoniec dospieť Polysynaptický aferentných dráh v hypotalame a modulovať produkciu ADH (viď. Obr. 91). Okrem toho angiotenzín - ako stimulátory sekrécie vazopresínu.

VB Rosen

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno