Альдостерон является частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы . Период полувыведения из плазмы составляет менее 20 минут. [9] Препараты, которые влияют на секрецию или действие альдостерона, используются в качестве антигипертензивных средств, например, лизиноприл , который снижает кровяное давление, блокируя ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), что приводит к снижению секреции альдостерона. Конечным эффектом этих препаратов является уменьшение задержки натрия и воды, но увеличение задержки калия. Другими словами, эти препараты стимулируют выведение натрия и воды с мочой и блокируют выведение калия.
Альдостерон и кортикостерон имеют общую первую часть биосинтетических путей. Последние части опосредуются либо альдостеронсинтазой ( для альдостерона), либо 11β-гидроксилазой (для кортикостерона). Эти ферменты практически идентичны (они имеют общие функции 11β-гидроксилирования и 18-гидроксилирования ), но альдостеронсинтаза также способна осуществлять 18- окисление . Более того, альдостеронсинтаза обнаруживается в клубочковой зоне на внешнем крае коры надпочечников ; 11β-гидроксилаза обнаруживается в клубочковой и пучковой зонах .
Стероидогенез : в правом верхнем углу показан синтез альдостерона. [13]
Альдостеронсинтаза в норме отсутствует в других отделах надпочечников . [14]
Стимуляция
Синтез альдостерона стимулируется несколькими факторами:
увеличение концентрации в плазме ангиотензина III, 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 клубочковой зоны , что открывает потенциал-зависимые кальциевые каналы .) Уровень ангиотензина II регулируется ангиотензином I , который, в свою очередь, регулируется ренином , гормоном. секретируется 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 отсутствует.
рецепторы растяжения , расположенные в предсердиях сердца. Если обнаруживается снижение артериального давления, эти рецепторы растяжения стимулируют надпочечники высвобождать альдостерон, который увеличивает реабсорбцию натрия из мочи, пота и кишечника. Это вызывает повышение осмолярности внеклеточной жидкости, что в конечном итоге приводит к нормализации кровяного давления.
адреногломерулотропин, липидный фактор , получаемый из экстрактов шишковидной железы. Он избирательно стимулирует секрецию альдостерона. [15]
Альдостерон является основным из нескольких эндогенных представителей класса минералокортикоидов у человека. Дезоксикортикостерон — еще один важный представитель этого класса. Альдостерон имеет тенденцию способствовать задержке Na + и воды, а также снижению концентрации K + в плазме посредством следующих механизмов:
Действуя на ядерные минералокортикоидные рецепторы (MR) в основных клетках дистальных канальцев и собирательных трубочках нефрона почки, он усиливает и активирует базолатеральные насосы Na + /K + , которые перекачивают три иона натрия из клетки в интерстициальная жидкость и два иона калия попадают 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 собирательных трубочек).
Альдостерон активирует эпителиальные натриевые каналы ( ENaCs ) 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 К + в просвет канальцев. [17]
Альдостерон стимулирует реабсорбцию Na + и воды из кишечника, слюнных и потовых желез в обмен на K + .
Альдостерон стимулирует секрецию H + посредством H+/АТФазы в интеркалированных клетках кортикальных собирательных трубочек.
Альдостерон хронически усиливает экспрессию NCC в дистальных извитых канальцах и резко усиливает его активность. [18]
Альдостерон отвечает за реабсорбцию около 2% фильтрованного натрия в почках, что почти равно всему содержанию натрия в крови человека при нормальной скорости клубочковой фильтрации . [19]
Альдостерон, вероятно, действуя через минералокортикоидные рецепторы, может положительно влиять на нейрогенез в зубчатой извилине . [20]
МР 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 заключается в ферменте под названием 11 β-гидроксистероиддегидрогеназа (11β-HSD). Этот фермент сотрудничает с внутриклеточными стероидными рецепторами надпочечников и превращает кортизол в кортизон, относительно неактивный метаболит с небольшим сродством к MR. Солодка , содержащая 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 синергично с калием, и обратная связь с калием практически не действует, когда ангиотензин II отсутствует. [23] Небольшая часть регуляции, обусловленной ангиотензином II, должна происходить опосредованно из-за уменьшения кровотока через печень из-за сужения капилляров. [24] Когда кровоток уменьшается, происходит разрушение альдостерона ферментами печени.
Хотя устойчивое производство альдостерона требует постоянного поступления кальция через активируемые низким напряжением Са 2+ каналы , изолированные клетки клубочковой зоны считаются невозбудимыми, с зарегистрированными мембранными напряжениями, которые слишком гиперполяризованы, чтобы обеспечить вход Са 2+ каналов. [25] Однако клетки клубочковой зоны мыши в срезах надпочечников спонтанно генерируют колебания мембранного потенциала с низкой периодичностью; эта врожденная электрическая возбудимость клеток клубочковой зоны обеспечивает платформу для продукции повторяющихся сигналов Ca 2+ каналов, которые могут контролироваться ангиотензином II и внеклеточным калием , двумя основными регуляторами продукции альдостерона. [25] Потенциал-управляемые 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 ренина плазмы является косвенной функцией уровня калия в сыворотке [27] [28] , что, вероятно, определяется датчиками в сонной артерии. [29] [30]
Адренокортикотропный гормон
Адренокортикотропный гормон (АКТГ), пептид гипофиза, также оказывает некоторое стимулирующее действие на альдостерон, вероятно, путем стимуляции образования дезоксикортикостерона , предшественника альдостерона. [31] Уровень альдостерона повышается при кровопотере, [32] беременности, [33] и, возможно, при других обстоятельствах, таких как физическая нагрузка, эндотоксиновый шок и ожоги. [34] [35]
На выработку альдостерона также в той или иной степени влияет нервный контроль, который включает в себя обратную величину давления в сонной артерии, [29] боль, позу [33] и, возможно, эмоции (тревогу, страх и враждебность) [36] (включая хирургический стресс ). [37] Тревога увеличивает уровень альдостерона, [36] который, должно быть, появился из-за задержки во времени, связанной с миграцией альдостерона в ядро клетки. [38] Таким образом, у животного есть преимущество в предвидении будущей потребности от взаимодействия с хищником, поскольку слишком высокое содержание калия в сыворотке оказывает очень неблагоприятное воздействие на нервную передачу.
Роль барорецепторов
Чувствительные к давлению барорецепторы обнаруживаются 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 возбуждения барорецепторов и реакции отрицательной обратной связи, снижая системное артериальное давление. Высвобождение альдостерона вызывает задержку натрия и воды, что приводит к увеличению объема крови и последующему повышению артериального давления, что регистрируется 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 варьируются в обратной зависимости от потребления натрия, что определяется по осмотическому давлению. [41] Наклон реакции альдостерона на калий в сыворотке крови практически не зависит от потребления натрия. [42] Уровень альдостерона повышается при низком потреблении натрия, но скорость повышения уровня альдостерона в плазме по мере повышения уровня калия в сыворотке ненамного ниже при высоком потреблении натрия, чем при низком. Таким образом, содержание калия строго регулируется альдостероном при любом приеме натрия, когда поступление калия адекватно, что обычно происходит в «примитивных» диетах.
Обратная связь по альдостерону
Сама по себе обратная связь по концентрации альдостерона носит неморфологический характер (т.е. не связана с изменением числа или структуры клеток) и слабая, поэтому преобладают электролитные обратные связи, кратковременные. [34]
Первичный альдостеронизм , также известный как первичный гиперальдостеронизм , характеризуется перепроизводством альдостерона надпочечниками [ 43] , если это не является результатом чрезмерной секреции ренина. Это приводит к артериальной гипертензии (высокому кровяному давлению), связанной с гипокалиемией, что обычно является диагностическим признаком. Вторичный гиперальдостеронизм , с другой стороны, обусловлен гиперактивностью ренин -ангиотензиновой системы .
Синдром Конна – это первичный гиперальдостеронизм, вызванный альдостеронпродуцирующей аденомой.
В зависимости от причины и других факторов гиперальдостеронизм можно лечить хирургическим путем и/или медикаментозно, например, с помощью антагонистов 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, позволяющий дифференцировать первичные и вторичные причины гиперальдостеронизма. [46] Кровь, полученная, когда пациент стоял более 2 часов, более чувствительна, чем кровь, полученная в положении лежа. Перед тестом людям не следует ограничивать употребление соли, а низкий уровень калия следует скорректировать перед тестом, поскольку он может подавлять секрецию альдостерона. [46]
Гипоальдостеронизм
Тест стимуляции АКТГ на альдостерон может помочь определить причину гипоальдостеронизма , при этом низкий ответ альдостерона указывает на первичный гипоальдостеронизм надпочечников, а большой ответ указывает на вторичный гипоальдостеронизм. Наиболее распространенной причиной этого состояния (и связанных с ним симптомов) является болезнь Аддисона ; его обычно лечат флудрокортизоном , который сохраняется в кровотоке гораздо дольше (1 день).
^ Дуакс В.Л., Гауптман Х (1972). «Кристаллическая структура и молекулярная конформация альдостерона». Варенье. хим. Соц. 94 (15): 5467–5471. дои : 10.1021/ja00770a050. ПМИД 5040851.
^ Джайссер Ф, Фарман Н (январь 2016 г.). «Новая роль минералокортикоидных рецепторов в патологии». Фармакологические обзоры . 68 (1): 49–75. дои : 10.1124/пр.115.011106 . ПМИД 26668301.
^ Мариб Э.Н., Хён К. (2013). «Глава 16». Анатомия и физиология человека (9-е изд.). Бостон: Пирсон. 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., Файнгольд 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
^ Гаджала П.Р., Санати М., Янковски Дж. (08.07.2015). «Клеточные и молекулярные механизмы хронической болезни почек при сахарном диабете и сердечно-сосудистых заболеваниях как ее сопутствующих заболеваниях». Границы в иммунологии . 6 : 340. дои : 10.3389/fimmu.2015.00340 . ISSN 1664-3224. ПМЦ 4495338 . ПМИД 26217336.
^ «Фармакокинетика кортикостероидов». 2003 . Проверено 15 июня 2016 г.
^ Коннелл Дж. М., Дэвис Э (1 июля 2005 г.). «Новая биология альдостерона». Журнал эндокринологии . 186 (1): 1–20. дои : 10.1677/joe.1.06017 . ISSN 0022-0795. ПМИД 16002531.
^ Тейт С.А., Тейт Дж.Ф., Коглан Дж.П. (31 марта 2004 г.). «Открытие, изоляция и идентификация альдостерона: размышления о новой регуляции и функции». Молекулярная и клеточная эндокринология . 217 (1–2): 1–21. doi :10.1016/j.mce.2003.10.004. PMID 15134795. S2CID 5738857.
^ Хэггстрем М., Ричфилд Д. (2014). «Схема путей стероидогенеза человека». Викижурнал медицины . 1 (1). дои : 10.15347/wjm/2014.005 . ISSN 2002-4436.
^ Барретт К.Е. (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 Дж. (май 1960 г.). «Адреногломерулотропин». Тираж . 21 (5): 1009–15. дои : 10.1161/01.CIR.21.5.1009 . ПМИД 13821632.
^ Гурвиц С. , Коэн Р.Дж., Уильямс Г.Х. (апрель 2004 г.). «Суточные колебания активности альдостерона и ренина плазмы: временная связь с мелатонином и кортизолом и консистенция после длительного постельного режима». J Appl Physiol . 96 (4): 1406–14. doi : 10.1152/japplphysicalol.00611.2003. ПМИД 14660513.
^ Ко Б., Мистри AC, Хэнсон Л., Маллик Р., Винн Б.М., Тай ТЛ, Бэйли Дж.Л., Кляйн Дж.Д., Гувер Р.С. (01.09.2013). «Альдостерон остро стимулирует активность NCC через SPAK-опосредованный путь». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 305 (5): F645-652. дои : 10.1152/ajprenal.00053.2013. ISSN 1522-1466. ПМЦ 3761211 . ПМИД 23739593.
^ Шервуд, Лорали (2001). Физиология человека: от клеток к системам . Пасифик Гроув, Калифорния: Брукс/Коул. ISBN0-534-56826-2. ОСЛК 43702042.
^ Фишер А.К., фон Розенштиль П., Фукс Э., Гула Д., Алмейда О.Ф., Чех Б. (август 2002 г.). «Прототипический агонист минералокортикоидных рецепторов альдостерон влияет на нейрогенез в зубчатой извилине адреналэктомированной крысы». Мозговой Рес . 947 (2): 290–3. дои : 10.1016/S0006-8993(02)03042-1. PMID 12176172. S2CID 24099239.
^ Страница 866-867 (Интеграция солевого и водного баланса) и 1059 (Надпочечники) в: Уолтер Ф. Борон (2003). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Эльзевир/Сондерс. п. 1300. ISBN 1-4160-2328-3.
^ Пратт Дж. Х. (сентябрь 1982 г.). «Роль ангиотензина II в калий-опосредованной стимуляции секреции альдостерона у собак». Джей Клин Инвест . 70 (3): 667–72. дои : 10.1172/JCI110661. ПМК 370270 . ПМИД 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.
^ Бауэр Дж. Х., Gauntner WC (март 1979 г.). «Влияние хлорида калия на активность ренина плазмы и альдостерона плазмы во время ограничения натрия у нормального человека». Почки Int . 15 (3): 286–93. дои : 10.1038/ki.1979.37 . ПМИД 513492.
^ Линас С.Л., Петерсон Л.Н., Андерсон Р.Дж., Айзенбрей Г.А., Саймон Ф.Р., Берл Т. (июнь 1979 г.). «Механизм сохранения калия почками у крыс». Почки Int . 15 (6): 601–11. дои : 10.1038/ki.1979.79 . ПМИД 222934.
^ ab Ганн Д.С. Миллс И.Х. Бартер 1960 О гемодинамическом параметре, опосредующем увеличение секреции альдостерона у собак. Кормили. Материалы 19; 605–610.
^ Ганн Д.С., Круз Дж.Ф., Каспер АГ, Бартер ФК (май 1962 г.). «Механизм, с помощью которого калий увеличивает секрецию альдостерона у собаки». Am J Physiol . 202 (5): 991–6. дои : 10.1152/ajplegacy.1962.202.5.991. ПМИД 13896654.
^ Рух Т.К. Фултон Дж.Ф. 1960 Медицинская физиология и биофизика. WB Saunders and Co., Phijl & London. На стр1099.
^ Аб Фаррелл Дж. (октябрь 1958 г.). «Регуляция секреции альдостерона». Физиологические обзоры . 38 (4): 709–28. doi :10.1152/physrev.1958.38.4.709. ПМИД 13590935.
^ аб Веннинг Э.Х., Дайренфурти I, Бек Дж.К. (август 1957 г.). «Влияние тревоги на экскрецию альдостерона у человека». J Clin Эндокринол Метаб . 17 (8): 1005–8. doi : 10.1210/jcem-17-8-1005. ПМИД 13449153.
^ Элман Р., Шац Б.А., Китинг Р.Э., Вайхзельбаум Т.Э. (июль 1952 г.). «Внутриклеточный и внеклеточный дефицит калия у хирургических больных». Анналы хирургии . 136 (1): 111–31. дои : 10.1097/00000658-195208000-00013. ПМЦ 1802239 . ПМИД 14934025.
^ Sharp GUG Leaf A, 1966 г.; Последние достижения в исследованиях гормонов. (Пинкус Дж., изд.
^ Рейнер Б.Л. (2000). «Соотношение альдостерон/ренин как скрининговый тест на первичный альдостеронизм». С. Афр Мед Дж . 90 (4): 394–400. ПМИД 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.
↑ Аб Хоффман Р. (19 октября 2018 г.). «Какова роль соотношения альдостерона к ренину (ARR) в диагностике гиперальдостеронизма?». www.medscape.com . Проверено 18 мая 2019 г.