สรีรวิทยาของมิเนอราโลคอร์ติคอยด์และการควบคุมอิเล็กโทรไลต์

มิเนอราโลคอร์ติคอยด์ โดยเฉพาะอัลโดสเตอโรน เป็นฮอร์โมนสเตียรอยด์จากโซนาโกลเมอรูโลซาที่ควบคุมสมดุลของโซเดียมและโพแทสเซียม และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมปริมาตรของเหลวนอกเซลล์และความดันโลหิต อัลโดสเตอโรนออกฤทธิ์หลักที่หน่วยไตส่วนปลายเพื่อส่งเสริมการดูดซึมโซเดียมกลับและการหลั่งโพแทสเซียม และการหลั่งของมันถูกควบคุมโดยระบบเรนิน-แองจิโอเทนซินและระดับโพแทสเซียมในพลาสมาเป็นหลัก

Definition

สรีรวิทยาของมิเนอราโลคอร์ติคอยด์คือการศึกษาว่าอัลโดสเตอโรนซึ่งหลั่งจากโซนาโกลเมอรูโลซาของต่อมหมวกไต ออกฤทธิ์ผ่านตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ในหน่วยไตส่วนปลายอย่างไร เพื่อควบคุมการดูดซึมโซเดียมกลับและการขับโพแทสเซียมออก ซึ่งเป็นการควบคุมปริมาตรของเหลวนอกเซลล์ สมดุลอิเล็กโทรไลต์ และความดันโลหิต

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการควบคุมและการออกฤทธิ์ของอัลโดสเตอโรนต่อไต, ตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์และกลไกที่ทำให้มันยังคงเลือกจับกับอัลโดสเตอโรนได้แม้ว่าคอร์ติซอลจะมีปริมาณสูงกว่า และบทบาทของมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ในการรักษาสมดุลของเหลว-อิเล็กโทรไลต์และความดันโลหิต การสังเคราะห์ถูกกล่าวถึงในหัวข้อการสังเคราะห์ของต่อมหมวกไตส่วนนอก

Core questions

• สิ่งกระตุ้นใดบ้างที่ควบคุมการหลั่งอัลโดสเตอโรน และเหตุใดระบบเรนิน-แองจิโอเทนซินและโพแทสเซียมจึงเป็นสิ่งกระตุ้นหลัก?
• อัลโดสเตอโรนเปลี่ยนแปลงการจัดการโซเดียมและโพแทสเซียมของไตในระดับเซลล์ได้อย่างไร?
• ตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ยังคงเลือกจับกับอัลโดสเตอโรนได้อย่างไร ในเมื่อคอร์ติซอลหมุนเวียนอยู่ในความเข้มข้นที่สูงกว่ามาก?

Key concepts

• อัลโดสเตอโรน
• ตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ (MR)
• ระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน-อัลโดสเตอโรน (RAAS)
• แองจิโอเทนซิน II เป็นสิ่งกระตุ้นหลัก
• โพแทสเซียมในพลาสมาเป็นสิ่งกระตุ้นโดยตรง
• การดูดซึมโซเดียมกลับในหน่วยไตส่วนปลาย (ENaC, Na/K-ATPase)
• การหลั่งโพแทสเซียมและไฮโดรเจนไอออน
• 11-เบต้า-HSD2 และการเลือกจับของอัลโดสเตอโรน

Mechanisms

การหลั่งอัลโดสเตอโรนจากโซนาโกลเมอรูโลซาถูกกระตุ้นโดยแองจิโอเทนซิน II ซึ่งสร้างโดยระบบเรนิน-แองจิโอเทนซินเพื่อตอบสนองต่อการไหลเวียนของเลือดไปไตที่ลดลงหรือการนำส่งโซเดียมต่ำ และโดยโพแทสเซียมในพลาสมาที่สูงขึ้นซึ่งออกฤทธิ์โดยตรงต่อเซลล์โกลเมอรูโลซา; ACTH มีผลเพียงเล็กน้อยและชั่วคราวเท่านั้น เมื่อหลั่งออกมาแล้ว อัลโดสเตอโรนจะเข้าสู่เซลล์หลักของท่อไตส่วนปลายและท่อรวมปัสสาวะ จับกับตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ในไซโตพลาสซึม และกระตุ้นการถอดรหัสของโปรตีนที่เพิ่มกิจกรรมของช่องโซเดียมเอพิธีเลียมส่วนปลาย (ENaC) และ Na/K-ATPase ที่ฐานเซลล์ ซึ่งเพิ่มการดูดซึมโซเดียมกลับในขณะที่ส่งเสริมการหลั่งโพแทสเซียมและไฮโดรเจนไอออน เนื่องจากคอร์ติซอลจับกับตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ด้วยความสัมพันธ์ที่คล้ายกัน การเลือกจับจึงถูกรักษาไว้ในเนื้อเยื่อเหล่านี้โดยเอนไซม์ 11-เบต้า-ไฮดรอกซีสเตียรอยด์ดีไฮโดรจีเนสชนิดที่ 2 ซึ่งเปลี่ยนคอร์ติซอลให้เป็นคอร์ติโซนที่ไม่มีฤทธิ์ในระดับท้องถิ่น ทำให้ตัวรับพร้อมสำหรับอัลโดสเตอโรน

Clinical relevance

สรีรวิทยาของมิเนอราโลคอร์ติคอยด์อธิบายผลที่ตามมาของการมีอัลโดสเตอโรนมากเกินไป (เช่น ความดันโลหิตสูงร่วมกับภาวะโพแทสเซียมในเลือดต่ำในภาวะอัลโดสเตอโรนมากเกินไปปฐมภูมิ) และการขาด (เช่น การสูญเสียเกลือและภาวะโพแทสเซียมในเลือดสูงในภาวะขาดอัลโดสเตอโรน) และเหตุใดการทำงานของ 11-เบต้า-HSD2 ที่บกพร่องจึงสามารถทำให้เกิดกลุ่มอาการของภาวะมิเนอราโลคอร์ติคอยด์มากเกินไปที่ปรากฏชัดได้ ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษาสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

Evidence & guidelines

การควบคุมและการออกฤทธิ์ของอัลโดสเตอโรนต่อไต และพื้นฐานของการเลือกจับของตัวรับ เป็นสรีรวิทยาที่ได้รับการยอมรับซึ่งอธิบายไว้ในตำรามาตรฐาน โดยการส่งสัญญาณของแองจิโอเทนซิน II ได้รับการทบทวนอย่างครอบคลุมโดย Forrester et al. (2018) ภาวะทางคลินิกของการมีอัลโดสเตอโรนมากเกินไปได้รับการกล่าวถึงโดยแนวทางปฏิบัติของ Endocrine Society (Funder et al., 2016) ซึ่งอยู่นอกขอบเขตทางสรีรวิทยาของข้อมูลนี้และถูกอ้างอิงเพื่อการอ้างอิงเท่านั้น

History

อัลโดสเตอโรนถูกแยกและระบุลักษณะในต้นทศวรรษ 1950 โดย Simpson, Tait และคณะ ซึ่งระบุว่า 'อิเล็กโทรคอร์ติน' ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนเป็นสเตียรอยด์จากต่อมหมวกไตหลักที่กักเก็บเกลือ ไม่นานหลังจากนั้น Jerome Conn ได้อธิบายภาวะอัลโดสเตอโรนมากเกินไปปฐมภูมิ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญทางคลินิกของการมีมิเนอราโลคอร์ติคอยด์มากเกินไป การค้นพบในภายหลังว่า 11-เบต้า-HSD2 ปกป้องตัวรับจากคอร์ติซอลได้ไขปริศนาที่ค้างคามานานว่าการเลือกจับของอัลโดสเตอโรนเกิดขึ้นได้อย่างไร

Key figures

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

Seminal works

• forrester-2018
• funder-2016

Frequently asked questions

สิ่งกระตุ้นหลักสำหรับการหลั่งอัลโดสเตอโรนคืออะไร?

แองจิโอเทนซิน II ซึ่งผลิตโดยระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน เป็นสิ่งกระตุ้นหลัก ร่วมกับผลโดยตรงของโพแทสเซียมในพลาสมาที่สูงขึ้นต่อเซลล์โกลเมอรูโลซา ACTH มีบทบาทเพียงเล็กน้อยและชั่วคราวเท่านั้น

หากคอร์ติซอลสามารถจับกับตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์ได้ เหตุใดจึงไม่ออกฤทธิ์เหมือนอัลโดสเตอโรนในไต?

เซลล์เป้าหมายของอัลโดสเตอโรนแสดงออกถึงเอนไซม์ 11-เบต้า-ไฮดรอกซีสเตียรอยด์ดีไฮโดรจีเนสชนิดที่ 2 ซึ่งเปลี่ยนคอร์ติซอลให้เป็นคอร์ติโซนที่ไม่มีฤทธิ์ในระดับท้องถิ่น ดังนั้นตัวรับมิเนอราโลคอร์ติคอยด์จึงยังคงพร้อมที่จะตอบสนองต่ออัลโดสเตอโรน