Tái hấp thu nước và Aquaporin

Sự tái hấp thu nước đưa phần lớn lượng nước đã lọc trở lại máu và, trong giai đoạn được điều hòa, thiết lập thể tích và nồng độ cuối cùng của nước tiểu. Nước đi qua biểu mô ống thận thông qua aquaporin, một họ kênh nước màng. Trong ống góp, vasopressin kiểm soát sự chèn của một trong các kênh này, aquaporin-2, cho phép thận chuyển đổi giữa nước tiểu loãng và cô đặc tùy theo nhu cầu nước của cơ thể.

Definition

Tái hấp thu nước ở thận là sự di chuyển của nước theo cơ chế thẩm thấu từ lòng ống trở lại máu thông qua các kênh nước aquaporin; trong ống góp, quá trình này được điều hòa bởi vasopressin, kiểm soát sự phong phú của aquaporin-2 ở màng đỉnh và do đó là tính thấm nước thiết lập nồng độ nước tiểu cuối cùng.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách nước di chuyển qua nephron bằng thẩm thấu qua aquaporin, tính thấm nước cấu thành của ống lượn gần và nhánh xuống, và sự tái hấp thu nước được điều hòa bởi vasopressin của ống góp quyết định nồng độ nước tiểu cuối cùng. Đây là một mục tham khảo sinh lý học, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Nước đi qua biểu mô ống thận bằng cách nào?
• Aquaporin là gì và các dạng đồng phân ở thận được biểu hiện ở đâu?
• Vasopressin điều hòa tính thấm nước của ống góp như thế nào?
• Sự vận chuyển qua trung gian aquaporin tương tác với gradient thẩm thấu tủy thận như thế nào?

Key concepts

• Thẩm thấu là động lực cho sự tái hấp thu nước
• Các kênh nước Aquaporin
• Aquaporin-1 trong ống lượn gần và nhánh xuống
• Aquaporin-2 trong màng đỉnh ống góp
• Điều hòa bởi Vasopressin (hormone chống bài niệu)
• Sự vận chuyển Aquaporin-2 đến màng
• Sự kết nối tính thấm nước với gradient tủy thận

Mechanisms

Sự tái hấp thu nước là thụ động và tuân theo gradient thẩm thấu được thiết lập bởi sự vận chuyển chất tan, nhưng nó đòi hỏi một màng thấm nước. Aquaporin-1 cung cấp tính thấm nước cao cấu thành trong ống lượn gần và nhánh mỏng xuống, do đó nước được tái hấp thu ở đó tỷ lệ thuận với chất tan. Ống góp là vị trí được điều hòa: vasopressin liên kết với các thụ thể ở màng đáy bên, làm tăng AMP vòng nội bào, và kích hoạt sự chèn các kênh aquaporin-2 vào màng đỉnh. Với sự hiện diện của các kênh này, nước được rút ra khỏi lòng ống vào khoảng kẽ tủy thận ưu trương được tạo ra bởi quai Henle, làm cô đặc nước tiểu; khi vasopressin thấp, aquaporin-2 bị rút đi, ống góp vẫn không thấm nước, và nước tiểu loãng được bài tiết. Các aquaporin ở màng đáy bên đưa nước đã tái hấp thu trở lại máu.

Clinical relevance

Sự điều hòa aquaporin-2 bởi vasopressin là cơ sở phân tử về cách cơ thể bảo vệ cân bằng nước và áp suất thẩm thấu huyết tương, cung cấp nền tảng tham khảo để hiểu các rối loạn về cô đặc và pha loãng nước tiểu. Mục này mô tả sinh lý học bình thường của việc xử lý nước và không đưa ra khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Thông tin ở đây dựa trên các đánh giá sinh lý học phân tử đã xác định các aquaporin ở thận, lập bản đồ phân bố theo đoạn của chúng, và mô tả đặc điểm con đường vasopressin-aquaporin-2 và vai trò của nó trong cơ chế cô đặc nước tiểu, như đã trích dẫn.

History

Sự tồn tại của các kênh nước chuyên biệt đã được suy luận từ lâu từ tính thấm nước cao của một số màng nhưng chỉ được xác nhận khi protein aquaporin đầu tiên được xác định, công trình được công nhận bằng giải Nobel Hóa học. Các nghiên cứu tiếp theo đã định vị aquaporin-1 ở nephron gần và aquaporin-2 ở ống góp và thiết lập rằng vasopressin điều hòa sự vận chuyển aquaporin-2, liên kết sinh lý học nước cổ điển với các kênh đã được xác định.

Key figures

• Peter Agre
• Mark A. Knepper
• Soren Nielsen

Seminal works

• nielsen-2002
• knepper-2015

Frequently asked questions

Aquaporin là gì?

Aquaporin là các protein màng tạo thành các kênh cho phép nước đi qua màng tế bào một cách nhanh chóng; các dạng đồng phân khác nhau được biểu hiện ở các đoạn nephron cụ thể và chịu trách nhiệm về tính thấm nước cần thiết cho sự tái hấp thu.

Vasopressin giúp thận cô đặc nước tiểu như thế nào?

Vasopressin báo hiệu các tế bào ống góp chèn các kênh aquaporin-2 vào màng đỉnh của chúng, làm cho ống góp thấm nước để nước được rút ra theo cơ chế thẩm thấu vào khoảng kẽ tủy thận cô đặc, để lại một thể tích nước tiểu nhỏ hơn và cô đặc hơn.