Физиология минералокортикоидов и регуляция электролитного баланса

Минералокортикоиды, главным образом альдостерон, представляют собой стероидные гормоны, вырабатываемые клубочковой зоной коры надпочечников, которые регулируют баланс натрия и калия и, через них, объем внеклеточной жидкости и артериальное давление. Альдостерон действует преимущественно на дистальный отдел нефрона, способствуя реабсорбции натрия и секреции калия, а его высвобождение регулируется главным образом ренин-ангиотензиновой системой и уровнем калия в плазме.

Definition

Физиология минералокортикоидов — это изучение того, как альдостерон, секретируемый клубочковой зоной надпочечников, действует через минералокортикоидный рецептор в дистальном отделе нефрона, контролируя реабсорбцию натрия и экскрецию калия, тем самым регулируя объем внеклеточной жидкости, электролитный баланс и артериальное давление.

Scope

Данная тема охватывает регуляцию и почечные действия альдостерона, минералокортикоидный рецептор и механизм, посредством которого он сохраняет селективность к альдостерону, несмотря на более высокую концентрацию кортизола, а также роль минералокортикоидов в водно-электролитном балансе и гомеостазе артериального давления. Синтез рассматривается в теме «Синтез гормонов коры надпочечников».

Core questions

• Какие стимулы регулируют секрецию альдостерона, и почему ренин-ангиотензиновая система и калий являются доминирующими?
• Как альдостерон изменяет почечную обработку натрия и калия на клеточном уровне?
• Как минералокортикоидный рецептор остается селективным к альдостерону, когда кортизол циркулирует в гораздо более высоких концентрациях?

Key concepts

• Альдостерон
• Минералокортикоидный рецептор (МР)
• Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС)
• Ангиотензин II как основной стимул
• Калий плазмы как прямой стимул
• Реабсорбция натрия в дистальном отделе нефрона (ENaC, Na/K-АТФаза)
• Секреция калия и ионов водорода
• 11-бета-ГСД2 и селективность альдостерона

Mechanisms

Секреция альдостерона из клубочковой зоны стимулируется главным образом ангиотензином II, образующимся ренин-ангиотензиновой системой в ответ на снижение почечной перфузии или низкое поступление натрия, а также повышенным уровнем калия в плазме, действующим непосредственно на клетки клубочковой зоны; АКТГ оказывает лишь незначительный, преходящий эффект. После секреции альдостерон поступает в главные клетки дистальных канальцев и собирательных протоков, связывается с цитоплазматическим минералокортикоидным рецептором и индуцирует транскрипцию белков, которые увеличивают активность апикальных эпителиальных натриевых каналов (ENaC) и базолатеральной Na/K-АТФазы, повышая реабсорбцию натрия при одновременном усилении секреции калия и ионов водорода. Поскольку кортизол связывается с минералокортикоидным рецептором с аналогичным сродством, селективность поддерживается в этих тканях ферментом 11-бета-гидроксистероиддегидрогеназой типа 2, который превращает кортизол в неактивный кортизон локально, оставляя рецептор доступным для альдостерона.

Clinical relevance

Физиология минералокортикоидов объясняет последствия избытка альдостерона (такие как гипертензия с гипокалиемией при первичном альдостеронизме) и его дефицита (такие как потеря соли и гиперкалиемия при дефиците альдостерона), а также почему нарушение активности 11-бета-ГСД2 может приводить к синдрому кажущегося избытка минералокортикоидов. Данная статья является физиологическим справочником и не предоставляет диагностических или лечебных рекомендаций для отдельных лиц.

Evidence & guidelines

Регуляция и почечные действия альдостерона, а также основы селективности рецепторов являются установленной физиологией, описанной в стандартных учебниках, при этом сигнализация ангиотензина II всесторонне рассмотрена Форрестером и соавт. (2018). Клиническое состояние избытка альдостерона рассматривается в руководстве Эндокринологического общества (Funder et al., 2016), которое выходит за рамки физиологической направленности данной статьи и цитируется только для ориентации.

History

Альдостерон был выделен и охарактеризован в начале 1950-х годов Симпсоном, Тейтом и коллегами, которые идентифицировали ранее неизвестный «электрокортицин» как основной солезадерживающий стероид надпочечников. Вскоре после этого Джером Кон описал первичный альдостеронизм, продемонстрировав клиническую значимость избытка минералокортикоидов. Более позднее открытие того, что 11-бета-ГСД2 защищает рецептор от кортизола, разрешило давнюю загадку того, как достигается селективность альдостерона.

Key figures

• James Tait
• Sylvia Tait
• John Funder
• Jerome Conn

Seminal works

• forrester-2018
• funder-2016

Frequently asked questions

Что является основным стимулом для секреции альдостерона?

Ангиотензин II, вырабатываемый ренин-ангиотензиновой системой, является основным стимулом, наряду с прямым воздействием повышенного уровня калия в плазме на клетки клубочковой зоны. АКТГ играет лишь незначительную и преходящую роль.

Если кортизол может связываться с минералокортикоидным рецептором, почему он не действует как альдостерон в почках?

Клетки-мишени альдостерона экспрессируют 11-бета-гидроксистероиддегидрогеназу типа 2, которая превращает кортизол в неактивный кортизон локально, поэтому минералокортикоидный рецептор остается доступным для ответа на альдостерон.