Rolul hormonilor în reglarea presiunii osmotice și concentrația ionilor de sodiu și de potasiu

Video: Băuturi izotonice

Este cunoscut faptul că la animale apa este de aproximativ 70% din greutatea corporală. Apa - mediu în care dizolvat sau dispersat diferite substanțe conținute în calitate de componente esențiale în organism viu. În plus, apa este implicată activ în cursul proceselor metabolice. Din cantitatea sa în organism depinde de concentrația substanțelor conținute în celulele și fluidele care circulă. Aceste concentrații ar trebui să fie relativ constantă pentru fiecare specie de animale.

Factorul principal determinarea cantității de apă în organism și susținerea echilibrului necesar între volumul intra și extracelular fluid este presiunea osmotică a sângelui. Stabilizarea acestui indicator la animalele superioare [este egal cu 7,6 atm (~ 7,6 • 105 Pa) sau 300 mOsmol / l] este extrem de important pentru a asigura homeostazia și tensiunii arteriale valorile metabolice generale. Presiunea osmotică sângelui prin concentrația sărurilor în acestea și în special concentrația ionilor de Na +. ioni de Na + în sânge dețin apă și controlul presiunii osmotică.

Concentrația de Na + este volumul în mare măsură dependentă circulant și fluidele intracelulare. Astfel, metabolismul apei într-un organism strâns legat de schimbul de sare și în special sodiu și a presiunii osmotice, datorită atât apă, cât și concentrația de Na +. Cu toate acestea, echilibrul de sodiu, la rândul său, este strâns legată de schimbul de K +, H +, precum și unele dintre ceilalți ioni. Corpul are întotdeauna o asimetrie normală de ioni între spațiul extracelular și celular: în fluidul extracelular este dominat în mod semnificativ de Na +, intracelular - K +.

Menținerea gradientul ionic normale este esențială pentru funcțiile vitale ale tuturor tipurilor și fiecare celulă a unui organism multicelular ca întreg. Schimbarea echilibrului ionic poate duce la perturbarea diferenței transmembranara de potentiale in celulele nervoase si musculare necesare pentru transmiterea impulsurilor nervoase si musculare încălcări de stimulare biosintezei proteinelor, glicolic, respirația și fosforilare oxidativ în celule diferite, la tulburări profunde aproape toate funcțiile corpului, și în cele din urmă la moarte.

Prin urmare, menținerea homeostaziei apei si sare este vital pentru osmoregulation, inti- optim volumul și fluidele extracelulare, și raportul și valorile presurizare sângele lor pentru a asigura distribuirea corectă a asimetriei ionilor monovalenți în organism.

Procese osmoregulation și reglarea raportului de Na + și K + vzamosvyavany. Ambele sunt puse în aplicare în mare măsură prin intermediul structurilor specializate zhelezistoepitelialnye a căror funcție principală - reglarea echilibrului de apă și sare. Aceste structuri / vertebrate sunt rinichii, intestinele, glandele sudoripare și glandele salivare, vezică urinară, piele, branhii și alte insecte au astfel de structuri sunt tub Malpighian si rect.

Aceste structuri și servesc ca principalele organe țintă pentru un număr de hormoni, în mod specific nivelul de control al presiunii osmotice și raportul dintre ionii de Na + și K + și H + în organism. Sub acțiunea factorilor specifici care modifică parametrii de date (care primesc de cantități mari de apă sau apă privarea, suhoedeniem, dieta sare afectată, modificări în excreția de apă și săruri, sângerare, modificări bruște ale tensiunii arteriale, etc.), există o schimbare periodică a nivelului de secreție a hormonului de endocrine relevante glande. Ca urmare a acestei tendințe se schimbă intensitatea activității organelor excretoare, care are ca rezultat recuperarea ratei inițiale a balanței de apă cu sare. Simultan activat și mecanismele neuronale care reglează fluxul de apă și săruri în organism.

Astfel, un grup special de hormoni, împreună cu sistemul nervos central este responsabil pentru osmoregulation și menținerea unui anumit raport de Na +: K +, precum și a tensiunii arteriale. Hormonul principal al acestui grup de vertebrate - ADH și analogi ai acesteia, aldosteron și atriopeptidy. Acesti hormoni regleaza aceste funcții în strânsă legătură cu renyanangiotenzinovoy, kinina, PG și sistemele nervos autonom.

Vasopresina și homeostazia fluidelor și electroliților. Vasopresina (arginină sau lizină-vasopresina) - hormon produs în nucleele supraoptic ale hipotalamusului si neurohypophysis depozitate regleaza tensiunea arteriala osmotica in principal prin creșterea retenției de apă în organism. La mamifere, acest hormon inhiba diureza rinichi, care a servit ca bază pentru al doilea titlu de vasopresină - hormon antidiuretic (ADH). În toate celelalte vertebrate funcție de vasopresină în reglarea echilibrului apei efectuează un omolog - vazotrtsin și într-o măsură mai mică hormoni neurohypophyseal seria oxitocinei.

Punctul principal al cererilor de acțiune ADH la mamifere este, după cum sa menționat deja, nefronilor renale, sau mai degrabă tubuli sale contort distal și a conductelor de colectare. Acționând pe aceste porțiuni ale nefronului, hormon stimulează selectiv reabsorbția apei din urină primară în sânge (Kamm 1928 Ginetsinskii 1964 Natochin, 1972). În absența vasopresinei captarea selectivă a apei în distale fragmentele tubilor contort practic proshodit. Cu toate acestea, este de aceste porțiuni ale nefronului și sunt valori de reglementare în raport cu diureza și urină de concentrare, deoarece în porțiunile suprapuse ale apei nefronilor reabsorbit prin gradientul osmotic necesar.

Gradientul osmotic, care are loc pe tot nefronului datorită ionilor activi reabsorbția Na + și acumularea lor în mediu okolokanaltsevoy (a se vedea. Mai jos), determină direcția de mișcare pasivă a apei și un nivel constant de aspirație din urina primară. Aceasta, obligã reuptake constantă a nivelului apei în rinichi este foarte mare și se ridică la aproximativ 7/8 ultrafiltru volum în orice condiții. Porțiunile distale ale dispozitivului tubular și colectarea conductelor de gradient osmotic nu este numai menținută, ci chiar a crescut. Aici, cu toate acestea, o valoare funcțională se îndepărtează în fundal și dă mai întâi o permeabilitate selectivă a pereților segmentului tubular pentru apă. Nivelul de permeabilitate a tubulilor și deci rata de reabsorbție a apei, volumul final al urinei excretate și este concentrată aproape în întregime dependentă de ADH (Fig. 91, 92).

Figura 91. Reglarea metabolismului apei și ADH implicate în autoreglarea tensiunii arteriale, volumului sanguin și a presiunii osmotice (pentru P. Clegg, Clegg A. 1971, modificată)

Figura 92. reglarea Hormonal a permeabilității celulelor epiteliale glandulare ale organelor excretoare de apă și Na +:
ALD - aldosteron, ADH - hormon antidiuretic (vasopresina)

În cazul în care sistemul de boala hipotalamo neurohypophyseal asociată cu eșecul producției de ADH - diabet insipid (diabet), - apa rebsorbtsiya în tubilor distali și conductele de colectare poate brusc (scădere, magnitudinea producției zilnice de urină -. Creșterea brusc, în unele cazuri, acești pacienți excreta o zi 30 l de urină, în loc de aproximativ 1,5 l este normal. Acest lucru mărește caracterul adecvat al presiunii osmotice a sângelui, scăderea tensiunii arteriale, scăderea turgescenta celulelor, etc.

Un efect similar este hipofizectomie și mai ales distrugerea nucleilor supraoptic din regiunea hipotalamusului a animalelor din experiment. Terapia de substituție diabetului insipid prin administrarea de medicamente în nivelul corpului ADH normalizează ieșire pacienți urina și metabolismul apei în general.

Astfel, rolul de autoreglementare la mamifere ADH este redus în principal stimularea selectivă a re-absorbție a apei în nefronului distal. Cu toate acestea, valoarea certă în efectele hormonului în metabolismul apei la mamifere si are un efect similar asupra reabsorbtia sale de apă în glandele salivare ale mucoasei și intestinale. vasotocin probabilă și mezototsin la păsări și reptile efectua, de asemenea, osmoreglarea de rinichi și intestine. Amfibienii, de asemenea, important pentru organele țintă pentru hormonul antidiuretic - vezicii urinare si pielii.

hormoni Neurohypophyseal la amfibieni stimulează reabsorbția apei din urină conținută în vezică, și de captare a apei din mediul înconjurător pielii (Bentley, 1960, 1976- frunze, Hayes, 1971). La pești, punctul de aplicare al hormonului neurohypophysis relevant, împreună cu rinichi sunt branhii. Interesant, membrii acestei clase de vertebrate în reglarea metabolismului apei, în plus față de complexul hipotalamic neurohypophyseal este implicat și mai ales: fier urofiz - neurohypophysis omologă, situat la nivelul coloanei vertebrale caudal. Unul dintre cele patru hormoni cunoscutele urosteninov (urostenin IV) este similară în proprietățile sale la vasotocin (Zelnik, Lederis, 1973).

Efecte renale și extrarenale de ADH și analogii săi sunt realizate dintr-un singur mecanism. Se crede că celulele tuturor gormonchuvstvitelnyh structurilor epiteliale glandulare excreție sunt suprafața celulei eterogene. Conform heterogenității ipotezei (polaritate) suprafețele acestor celule datorită permeabilității lor diferite de membrane la apă și săruri (în principal sodiu).

Mucozală (apical) suprafata celulelor care se confruntă cu lumenul tubulilor a nefronului în cavitatea vezicii urinare sau în direcția mediului în care pielea este permeabil la relativ ușor săruri, ci reprezintă un „pori“ bariera de apă. Inner aceeași suprafață celulară seroasă (bazal) permeabilă la apă, dar este o barieră pentru Na + (vezi. Fig. 92). Se crede că lumenul crește ADH „pori“ suprafața membranei celulare apical și reduce astfel bariera mucozală la apă, crescând fluxul său de difuzie în celulă. Din apa celulară pătrunde liber prin suprafața ceroasă a sângelui (Lichtenstein, frunze, Bekmuhametova 1965- 1975).

Numeroase studii au demonstrat că ADH și analogii săi dau seama de efectele lor asupra permeabilității celulelor epiteliale la apă, utilizând cAMP ca mediator (Brown și colab., 1963).

Ca2 + ioni în concentrații mari care inhibă NAc inhibă ADH și efectul gidroosmotichesky (Peterson, Edelman, 1970). Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că efectul asupra ADH difuzia apei în celulele epiteliale nu sunt asociate în mod direct cu orice concentrație de ioni de Na +, sau un sistem de transport (Bentley, 1959 Finn și colab., 1966).

ADH producătoare de hipotalamo-neurohypophyseal complex, fiind cel mai important de reglementare a presiunii osmotice arteriale, care răspunde la orice modificări ale proceselor osmotice și modificări hemodinamice asociate și diureza. Orice modificare în fluxul acestor procese conduc la o anumită modificare a nivelului secreției hormonului antidiuretic sau analogi ai acestora pentru mecanism de feedback negativ (Sheiria, 1962 și Bentley, 1976). Astfel, reducerea volumului de plasma de sânge în pierderea de sânge de numai 8% conduce la o secreție rapidă creștere ADH la animale.

Un efect similar este administrat la animale de soluții hipertonice de clorură de sodiu sau glucoza, crește presiunea osmotică de numai 2%. Stimularea efectului asupra secreției de ADH furnizează, de asemenea, administrarea de soluții de proteine, post apa, consumul excesiv de sare, reducerea tensiunii arteriale, hipoxie, etc.

secreție hormonală puternică în aceste condiții contribuie la cantitatea de apă din plasmă, restabilirea presiunii osmotice arteriale, creșterea numărului de fluid, iar valorile tensiunii arteriale circulant. Pe de altă parte, inhibarea diurezei, inundații alimentare a corpului, dieta săracă în sare, tensiunea arterială ridicată, hiperoxiei determină inhibarea secreției de ADH. Să ne amintim că hormonul este capabil de a avea un impact asupra tensiunii arteriale nu este numai din cauza retenție de apă, dar, de asemenea, provocând un spasm al arteriolelor.

Studiul mecanismelor fiziologice de reglare a sintezei și secreției de ADH sugerează că se realizează în două moduri: automat și neuro-reflex. Neuromuscular reglementare cai reflexe pot începe cu osmo-, câmpurile hemoretseptivnyh baro și sinus carotidian, organele carotide, arcul aortic, venele cavității toracice și atrii (Sheiria et al. 1962, 1964). impulsuri nervoase care merg la creier, in cele din urma se ajunge la caile aferente polisinaptice in hipotalamus și modulează producția de ADH (vezi. fig. 91). În plus, angiotensina - ca stimulatori ai secreției de vasopresină.

VB Rosen

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit