Альдостерон является частью системы ренин-ангиотензин-альдостерон . Период его полураспада в плазме составляет менее 20 минут. [9] Препараты, которые мешают секреции или действию альдостерона, используются в качестве антигипертензивных средств, например, лизиноприл , который снижает артериальное давление, блокируя ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), что приводит к снижению секреции альдостерона. Конечный эффект этих препаратов заключается в снижении задержки натрия и воды, но увеличении задержки калия. Другими словами, эти препараты стимулируют выведение натрия и воды с мочой, в то же время блокируя выведение калия.
Альдостерон и кортикостерон разделяют первую часть своих биосинтетических путей. Последние части опосредуются либо альдостеронсинтазой ( для альдостерона), либо 11β-гидроксилазой (для кортикостерона). Эти ферменты почти идентичны (они разделяют функции 11β-гидроксилирования и 18-гидроксилирования ), но альдостеронсинтаза также способна выполнять 18- окисление . Более того, альдостеронсинтаза находится в клубочковой зоне на внешнем крае коры надпочечника ; 11β-гидроксилаза находится в клубочковой зоне и пучковой зоне .
Альдостеронсинтаза обычно отсутствует в других отделах надпочечника . [ 14]
Стимуляция
Синтез альдостерона стимулируется несколькими факторами:
увеличение концентрации ангиотензина III в плазме, метаболита ангиотензина II
повышение уровня ангиотензина II в плазме , АКТГ или калия , которые присутствуют пропорционально дефициту натрия в плазме. (Повышенный уровень калия регулирует синтез альдостерона путем деполяризации клеток в клубочковой зоне , что открывает потенциалзависимые кальциевые каналы .) Уровень ангиотензина II регулируется ангиотензином I , который, в свою очередь, регулируется ренином , гормоном, секретируемым в почках.
Концентрация калия в сыворотке крови является наиболее мощным стимулятором секреции альдостерона.
тест стимуляции АКТГ , который иногда используется для стимуляции выработки альдостерона вместе с кортизолом , чтобы определить, присутствует ли первичная или вторичная надпочечниковая недостаточность . Однако АКТГ играет лишь незначительную роль в регуляции выработки альдостерона; при гипопитуитаризме атрофия клубочковой зоны не происходит.
рецепторы растяжения, расположенные в предсердиях сердца. Если обнаружено пониженное артериальное давление, надпочечники стимулируются этими рецепторами растяжения, чтобы высвободить альдостерон, который увеличивает реабсорбцию натрия из мочи, пота и кишечника. Это вызывает повышенную осмолярность во внеклеточной жидкости, что в конечном итоге вернет артериальное давление к нормальному.
адреногломерулотропин, липидный фактор , полученный из экстрактов шишковидной железы. Он избирательно стимулирует секрецию альдостерона. [15]
Альдостерон является основным из нескольких эндогенных членов класса минералокортикоидов у людей. Дезоксикортикостерон является еще одним важным членом этого класса. Альдостерон имеет тенденцию способствовать задержке Na + и воды, а также снижать концентрацию K + в плазме посредством следующих механизмов:
Действуя на ядерные минералокортикоидные рецепторы (МР) в основных клетках дистального канальца и собирательного протока нефрона почки, он повышает регуляцию и активирует базолатеральные Na + /K + насосы , которые выкачивают три иона натрия из клетки в интерстициальную жидкость и два иона калия в клетку из интерстициальной жидкости. Это создает градиент концентрации, который приводит к реабсорбции ионов натрия (Na + ) и воды (которая следует за натрием) в кровь и секреции ионов калия (K + ) в мочу (просвет собирательного протока).
Альдостерон активирует эпителиальные натриевые каналы ( ENaC ) в собирательных трубочках и толстой кишке, увеличивая проницаемость апикальной мембраны для Na + и, таким образом, абсорбцию.
Cl − реабсорбируется вместе с катионами натрия для поддержания электрохимического баланса системы.
Альдостерон стимулирует секрецию K + в просвет канальцев. [17]
Альдостерон стимулирует реабсорбцию Na + и воды из кишечника, слюнных и потовых желез в обмен на K + .
Альдостерон стимулирует секрецию H + через H+/АТФазу в интеркалированных клетках кортикальных собирательных трубочек.
Альдостерон хронически повышает экспрессию NCC в дистальных извитых канальцах, а его активность — остро. [18]
Альдостерон отвечает за реабсорбцию около 2% отфильтрованного натрия в почках, что почти равно всему содержанию натрия в крови человека при нормальной скорости клубочковой фильтрации . [19]
Альдостерон, вероятно, действующий через минералокортикоидные рецепторы, может положительно влиять на нейрогенез в зубчатой извилине . [20]
MR стимулируется как альдостероном, так и кортизолом, но механизм защищает организм от избыточной стимуляции рецепторов альдостерона глюкокортикоидами (такими как кортизол), которые присутствуют в гораздо более высоких концентрациях, чем минералокортикоиды у здорового человека. Механизм состоит из фермента, называемого 11 β-гидроксистероиддегидрогеназой (11β-HSD). Этот фермент локализуется вместе с внутриклеточными рецепторами стероидов надпочечников и превращает кортизол в кортизон, относительно неактивный метаболит с небольшим сродством к MR. Солодка , которая содержит глицирретиновую кислоту , может ингибировать 11β-HSD и приводить к синдрому избытка минералокортикоидов.
Контроль высвобождения альдостерона из коры надпочечников
Ангиотензин участвует в регуляции альдостерона и является основным регулятором. [22] Ангиотензин II действует синергически с калием, и обратная связь по калию фактически не действует, когда ангиотензин II отсутствует. [23] Небольшая часть регуляции, обусловленная ангиотензином II, должна осуществляться косвенно из-за снижения кровотока через печень из-за сужения капилляров. [24] Когда кровоток уменьшается, происходит и разрушение альдостерона ферментами печени.
Хотя для постоянного производства альдостерона требуется постоянный вход кальция через низковольтные активируемые каналы Ca 2+ , изолированные клетки клубочковой зоны считаются невозбудимыми, с зарегистрированными мембранными напряжениями, которые слишком гиперполяризованы, чтобы разрешить вход каналов Ca 2+ . [25] Однако мышиные клетки клубочковой зоны в срезах надпочечников спонтанно генерируют колебания мембранного потенциала с низкой периодичностью; эта врожденная электрическая возбудимость клеток клубочковой зоны обеспечивает платформу для производства повторяющегося сигнала каналов Ca 2+ , который может контролироваться ангиотензином II и внеклеточным калием , двумя основными регуляторами производства альдостерона. [25] Потенциалзависимые каналы Ca 2+ были обнаружены в клубочковой зоне надпочечников человека, что позволяет предположить, что блокаторы каналов Ca 2+ могут напрямую влиять на адренокортикальный биосинтез альдостерона in vivo. [26]
Количество секретируемого плазменного ренина является косвенной функцией сывороточного калия [27] [28] , что, вероятно, определяется датчиками в сонной артерии. [29] [30]
Адренокортикотропный гормон
Адренокортикотропный гормон (АКТГ), гипофизарный пептид, также оказывает некоторое стимулирующее действие на альдостерон, вероятно, стимулируя образование дезоксикортикостерона , предшественника альдостерона. [31] Уровень альдостерона повышается при потере крови, [32] беременности, [33] и, возможно, при других обстоятельствах, таких как физическая нагрузка, эндотоксиновый шок и ожоги. [34] [35]
Выработка альдостерона также в той или иной степени зависит от нервной регуляции, которая объединяет обратную сторону давления в сонной артерии, [29] боль, позу [33] и, вероятно, эмоции (тревогу, страх и враждебность) [36] (включая хирургический стресс ). [37] Тревога увеличивает альдостерон, [36] который, должно быть, развился из-за задержки во времени, связанной с миграцией альдостерона в ядро клетки. [38] Таким образом, у животного есть преимущество в том, что оно предвидит будущую потребность от взаимодействия с хищником, поскольку слишком высокое содержание калия в сыворотке крови оказывает очень неблагоприятное воздействие на нервную передачу.
Роль барорецепторов
Барорецепторы, чувствительные к давлению, находятся в стенках сосудов почти всех крупных артерий грудной клетки и шеи, но особенно много их в синусах сонных артерий и в дуге аорты. Эти специализированные рецепторы чувствительны к изменениям среднего артериального давления. Увеличение воспринимаемого давления приводит к увеличению частоты срабатывания барорецепторов и отрицательной обратной связи, что снижает системное артериальное давление. Выделение альдостерона вызывает задержку натрия и воды, что приводит к увеличению объема крови и последующему повышению артериального давления, которое ощущается барорецепторами. [39] Для поддержания нормального гомеостаза эти рецепторы также обнаруживают низкое кровяное давление или низкий объем крови, вызывая высвобождение альдостерона. Это приводит к задержке натрия в почках, что приводит к задержке воды и увеличению объема крови. [40]
Уровни альдостерона изменяются как обратная функция потребления натрия, что определяется через осмотическое давление. [41] Наклон реакции альдостерона на сывороточный калий почти не зависит от потребления натрия. [42] Альдостерон увеличивается при низком потреблении натрия, но скорость увеличения плазменного альдостерона по мере повышения калия в сыворотке не намного ниже при высоком потреблении натрия, чем при низком. Таким образом, калий строго регулируется при всех приемах натрия альдостероном, когда поступление калия достаточно, что обычно и происходит в «примитивных» диетах.
Обратная связь по альдостерону
Обратная связь по концентрации альдостерона сама по себе имеет неморфологический характер (то есть, за исключением изменений в количестве или структуре клеток) и слаба, поэтому преобладают электролитные обратные связи, краткосрочные. [34]
Первичный альдостеронизм , также известный как первичный гиперальдостеронизм , характеризуется перепроизводством альдостерона надпочечниками , [ 43] когда это не является результатом чрезмерной секреции ренина. Это приводит к артериальной гипертензии (высокому кровяному давлению), связанной с гипокалиемией, обычно являющейся диагностическим ключом. Вторичный гиперальдостеронизм , с другой стороны, обусловлен повышенной активностью системы ренин-ангиотензин .
В зависимости от причины и других факторов гиперальдостеронизм можно лечить хирургическим путем и/или медикаментозно, например, антагонистами альдостерона .
Соотношение ренина и альдостерона является эффективным скрининговым тестом для выявления первичного гиперальдостеронизма, связанного с аденомами надпочечников . [44] [45] Это наиболее чувствительный анализ сыворотки крови для дифференциации первичных и вторичных причин гиперальдостеронизма. [46] Кровь, полученная, когда пациент стоял более 2 часов, более чувствительна, чем кровь, полученная, когда пациент лежал. Перед тестом люди не должны ограничивать потребление соли, а низкий уровень калия следует скорректировать перед тестом, поскольку он может подавлять секрецию альдостерона. [46]
Гипоальдостеронизм
Тест стимуляции АКТГ для альдостерона может помочь в определении причины гипоальдостеронизма , при этом низкий ответ альдостерона указывает на первичный гипоальдостеронизм надпочечников, в то время как большой ответ указывает на вторичный гипоальдостеронизм. Наиболее распространенной причиной этого состояния (и связанных с ним симптомов) является болезнь Аддисона ; ее обычно лечат флудрокортизоном , который имеет гораздо более длительную персистенцию (1 день) в кровотоке.
^ Singh N, Taibon J, Pongratz S, Geletneky C (2021). «Определение абсолютного содержания с помощью количественной ЯМР-спектроскопии (qNMR): любопытный случай альдостерона». RSC Adv. 11 (38): 23627–23630. Bibcode :2021RSCAd..1123627S. doi :10.1039/D1RA03472C. PMC 9036601 . PMID 35479823.
^ Duax WL, Hauptman H (1972). «Кристаллическая структура и молекулярная конформация альдостерона». J. Am. Chem. Soc. 94 (15): 5467–5471. doi :10.1021/ja00770a050. PMID 5040851.
^ Jaisser F, Farman N (январь 2016 г.). «Возникающие роли рецептора минералокортикоидов в патологии». Pharmacological Reviews . 68 (1): 49–75. doi : 10.1124/pr.115.011106 . PMID 26668301.
^ Marieb EN, Hoehn K (2013). "Глава 16". Анатомия и физиология человека (9-е изд.). Бостон: Pearson. стр. 629, вопрос 14. OCLC 777127809.
^ аб Араи К., Chrousos GP (1 января 2000 г.). «Дефицит альдостерона и резистентность». В Де Гроот Л.Дж., Хрусос Г., Дунган К., Фейнгольд К.Р., Гроссман А., Хершман Дж.М., Кох С., Корбониц М., Маклахлан Р. (ред.). Эндотекст . Южный Дартмут (Массачусетс): MDText.com, Inc. PMID 25905305.
^ ab Marieb Анатомия и физиология человека 9-е издание, глава:16, страница:629, номер вопроса:14
^ Gajjala PR, Sanati M, Jankowski J (2015-07-08). "Клеточные и молекулярные механизмы хронической болезни почек с сахарным диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями как ее сопутствующими заболеваниями". Frontiers in Immunology . 6 : 340. doi : 10.3389/fimmu.2015.00340 . ISSN 1664-3224. PMC 4495338. PMID 26217336 .
^ "Фармакокинетика кортикостероидов". 2003. Получено 15 июня 2016 .
^ Connell JM, Davies E (2005-07-01). «Новая биология альдостерона». Журнал эндокринологии . 186 (1): 1–20. doi : 10.1677/joe.1.06017 . ISSN 0022-0795. PMID 16002531.
^ Tait SA, Tait JF, Coghlan JP (2004-03-31). «Открытие, выделение и идентификация альдостерона: размышления о возникающей регуляции и функции». Молекулярная и клеточная эндокринология . 217 (1–2): 1–21. doi :10.1016/j.mce.2003.10.004. PMID 15134795. S2CID 5738857.
^ Williams JS, Williams GH (июнь 2003 г.). «50-я годовщина альдостерона». J Clin Endocrinol Metab . 88 (6): 2364–72. doi : 10.1210/jc.2003-030490 . PMID 12788829.
^ Häggström M, Richfield D (2014). «Схема путей стероидогенеза человека». WikiJournal of Medicine . 1 (1). doi : 10.15347/wjm/2014.005 . ISSN 2002-4436.
^ Барретт К.Э. (2019). Обзор медицинской физиологии Ганонга. Сьюзен М. Барман, Хеддуэн Л. Брукс, Джейсон К.-Дж. Юань, Уильям Ф. Предшественник: Ганонг (26-е изд.). [Нью-Йорк]. п. 337. ИСБН9781260122404. OCLC 1076268769.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Фаррелл Г. (май 1960 г.). «Адреногломерулотропин». Circulation . 21 (5): 1009–15. doi : 10.1161/01.CIR.21.5.1009 . PMID 13821632.
^ Hurwitz S , Cohen RJ, Williams GH (апрель 2004 г.). «Суточные колебания активности альдостерона и ренина плазмы: временная связь с мелатонином и кортизолом и постоянство после длительного постельного режима». J Appl Physiol . 96 (4): 1406–14. doi :10.1152/japplphysiol.00611.2003. PMID 14660513.
^ Palmer LG, Frindt G (2000). «Секреция альдостерона и калия корковым собирательным канальцем». Kidney International . 57 (4): 1324–8. doi : 10.1046/j.1523-1755.2000.00970.x . PMID 10760062.
^ Ko B, Mistry AC, Hanson L, Mallick R, Wynne BM, Thai TL, Bailey JL, Klein JD, Hoover RS (2013-09-01). «Альдостерон остро стимулирует активность NCC через путь, опосредованный SPAK». American Journal of Physiology. Renal Physiology . 305 (5): F645-652. doi :10.1152/ajprenal.00053.2013. ISSN 1522-1466. PMC 3761211. PMID 23739593 .
^ Шервуд, Лорали (2001). Физиология человека: от клеток к системам . Пасифик Гроув, Калифорния: Brooks/Cole. ISBN0-534-56826-2. OCLC 43702042.
^ Фишер АК, фон Розенштиль П, Фукс Э, Гула Д, Алмейда ОФ, Чех Б (август 2002 г.). «Прототипический агонист минералокортикоидных рецепторов альдостерон влияет на нейрогенез в зубчатой извилине адреналэктомированной крысы». Brain Res . 947 (2): 290–3. doi :10.1016/S0006-8993(02)03042-1. PMID 12176172. S2CID 24099239.
↑ Страницы 866-867 (Интеграция солевого и водного баланса) и 1059 (Надпочечники) в: Уолтер Ф. Борон (2003). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Elsevier/Saunders. стр. 1300. ISBN 1-4160-2328-3.
^ Williams GH, Dluhy RG (ноябрь 1972 г.). «Биосинтез альдостерона. Взаимосвязь регуляторных факторов». Am J Med . 53 (5): 595–605. doi :10.1016/0002-9343(72)90156-8. PMID 4342886.
^ Pratt JH (сентябрь 1982 г.). «Роль ангиотензина II в калий-опосредованной стимуляции секреции альдостерона у собак». J Clin Invest . 70 (3): 667–72. doi :10.1172/JCI110661. PMC 370270. PMID 6286729 .
^ Мессерли Ф.Х., Новачински В., Хонда М. и др. (февраль 1977 г.). «Влияние ангиотензина II на метаболизм стероидов и печеночный кровоток у человека». Исследование кровообращения . 40 (2): 204–7. дои : 10.1161/01.RES.40.2.204 . ПМИД 844145.
^ Аб Ху С., Русин К.Г., Тан З., Гуальярдо Н.А., Барретт П.К. (июнь 2012 г.). «Клетки клубочковой зоны коры надпочечников мыши являются собственными электрическими генераторами». Джей Клин Инвест . 122 (6): 2046–2053. дои : 10.1172/JCI61996. ПМЦ 3966877 . ПМИД 22546854.
^ Фелисола С.Дж., Маэкава Т., Накамура Ю., Сато Ф., Оно Ю., Кикучи К., Аритоми С., Икеда К., Ёсимура М., Тодзё К., Сасано Х (2014). «Потенциал-управляемые кальциевые каналы в надпочечниках человека и первичный альдостеронизм». J Стероид Биохим Мол Биол . 144 (часть Б): 410–416. дои : 10.1016/j.jsbmb.2014.08.012. PMID 25151951. S2CID 23622821.
^ Bauer JH, Gauntner WC (март 1979). «Влияние хлорида калия на активность ренина плазмы и альдостерона плазмы при ограничении натрия у нормального человека». Kidney Int . 15 (3): 286–93. doi : 10.1038/ki.1979.37 . PMID 513492.
^ Linas SL, Peterson LN, Anderson RJ, Aisenbrey GA, Simon FR, Berl T (июнь 1979). «Механизм сохранения калия в почках у крыс». Kidney Int . 15 (6): 601–11. doi : 10.1038/ki.1979.79 . PMID 222934.
^ ab Gann DS Mills IH Bartter 1960 О гемодинамическом параметре, опосредующем увеличение секреции альдостерона у собак. Федеральные труды 19; 605–610.
^ Ганн DS, Круз JF, Каспер AG, Бартер FC (май 1962). «Механизм, посредством которого калий увеличивает секрецию альдостерона у собак». Am J Physiol . 202 (5): 991–6. doi :10.1152/ajplegacy.1962.202.5.991. PMID 13896654.
^ Brown RD, Strott CA, Liddle GW (июнь 1972 г.). «Место стимуляции биосинтеза альдостерона ангиотензином и калием». J Clin Invest . 51 (6): 1413–8. doi :10.1172/JCI106937. PMC 292278. PMID 4336939 .
^ Ruch TC Fulton JF 1960 Медицинская физиология и биофизика. WB Saunders and Co., Phijl & London. На стр. 1099.
^ ab Farrell G (октябрь 1958). «Регуляция секреции альдостерона». Physiological Reviews . 38 (4): 709–28. doi :10.1152/physrev.1958.38.4.709. PMID 13590935.
^ ab Venning EH, DyrenfurthY I, Beck JC (август 1957). «Влияние тревоги на экскрецию альдостерона у человека». J Clin Endocrinol Metab . 17 (8): 1005–8. doi :10.1210/jcem-17-8-1005. PMID 13449153.
^ Elman R, Shatz BA, Keating RE, Weichselbaum TE (июль 1952 г.). «Внутриклеточный и внеклеточный дефицит калия у хирургических пациентов». Annals of Surgery . 136 (1): 111–31. doi :10.1097/00000658-195208000-00013. PMC 1802239. PMID 14934025 .
^ Sharp GUG Leaf A 1966 в; Последние достижения в исследовании гормонов. (Пинкус Г., ред.
^ Мариб, EN (2004) Анатомия и физиология человека (6-е изд.) Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Каммингс.
^ Schneider EG, Radke KJ, Ulderich DA, Taylor RE (апрель 1985). «Влияние осмоляльности на секрецию альдостерона». Эндокринология . 116 (4): 1621–6. doi :10.1210/endo-116-4-1621. PMID 3971930.
^ Dluhy RG, Axelrod L, Underwood RH, Williams GH (август 1972 г.). «Исследования контроля концентрации альдостерона в плазме у нормального человека: II. Влияние диетического калия и острой инфузии калия». J Clin Invest . 51 (8): 1950–7. doi :10.1172/JCI107001. PMC 292351. PMID 5054456 .
^ Rayner BL (2000). «Соотношение альдостерон/ренин как скрининговый тест на первичный альдостеронизм». S Afr Med J . 90 (4): 394–400. PMID 10957926.
^ Дюшер М, Мунье-Вьее С, Баге ЖП, Тартьер ЖМ, Соснер П, Ренье-Ле Коз С, Перес Л, Фуркад Ж, Жабурек О, Лежен С, Штольц А, Фовель ЖП (декабрь 2012 г.). «Соотношение альдостерона и ренина для диагностики альдостерон-продуцирующей аденомы: многоцентровое исследование». Архив сердечно-сосудистых заболеваний . 105 (12): 623–30. дои : 10.1016/j.acvd.2012.07.006 . ПМИД 23199617.
^ ab Hoffman R (19 октября 2018 г.). «Какова роль соотношения альдостерона к ренину (ARR) в диагностике гиперальдостеронизма?». www.medscape.com . Получено 18 мая 2019 г. .