Молекулярная физиология водного обмена

C- 05: дегидратация
C- 05: Отеки и гипергидратация
Молекулярная физиология водного обмена
Mark A. Knepper, M.D., Ph.D., Tae-Hwan Kwon, M.D., Ph.D., and Soren Nielsen, M.D., Ph.D.
Журнал: N Engl J Med
Год: 2015/Месяц: Апрель
Том: 372
Стр.:1349-1358
DOI: 10.1056/NEJMra1404726
РЕЗЮМЕ
В норме водный баланс при изменяющемся потреблении воды и внепочечных потерях
жидкости поддерживается за счет функционирования оси «гипоталамуснейрогипофиз-почки». У госпитализированных пациентов этот механизм часто
повреждается, что приводит к ряду нарушений водного баланса. В начале данной
статьи мы представляем обзор классических интегративных принципов поддержания
водного баланса у млекопитающих, а затем используем классическую модель как
основу для обсуждения генов и кодируемых ими продуктов (белков), которые
участвуют в регуляции водного баланса. Таким образом, наша цель – предоставить
клиницистам механистическую основу для принятия решений относительно
диагностики и лечения нарушений водного баланса.
КОММЕНТАЦИИ
Представлен современный обзор по физиологии водного обмена. Акцент сделан на
молекулярной биологии в контексте возможных клинических перспектив. Авторы отразили
прогресс в современных представлениях о роли продуктов отдельных генов в регуляции
водного баланса, подчеркнув аспекты, актуальные для наиболее часто встречающихся в
клинической практике нарушений водного обмена. Кроме того, обозначены белки-мишени
для лекарственных средств, эффективных при лечении нарушений водно-электролитного
баланса.
Краткое содержание:
Регуляция водного баланса осуществляется по механизму обратной связи при участии
гипоталамуса, нейрогипофиза и осморецепторов в гипоталамусе, чувствительных к
осмоляльности плазмы. Недавно был идентифицирован молекулярный механизм
«осмотической чувствительности», который частично зависит от активации
неселективных проницаемых для кальция каналов в осмочувствительных нейронах,
способных выступать как рецепторы растяжения.
Когда осмоляльность плазмы превышает физиологический порог (у большинства людей
составляющий 290-295 мОсм/кг Н2О), в вазопрессинэргических нервных окончаниях
нейрогипофиза увеличивается секреция пептидного гормона – вазопрессина. Высокая
осмоляльность также стимулирует чувство «жажды». В почках вазопрессин связывается с
рецепторами, которые снижают экскрецию воды и увеличивают фракцию
профильтровавшейся воды, возвращенной в кровоток.
Ген аргинин-вазопрессин (AVP) кодирует три пептида: аргинин-вазопрессин – пептид,
состоящий из 9 аминокислот, белок-переносчик, названный нейрофизином-2, и
небольшой гликопротеин, получивший название копептин. Поскольку концентрацию
вазопрессина в образце плазмы крови измерить сложно, некоторые исследователи
используют уровень копептина в плазме крови в качестве суррогатного маркера
концентрации аргинина-вазопрессина. Мутации в гене аргинина-вазопрессина, которые
влияют на процессинг и высвобождение аргинина-вазопрессина, связаны с центральным
несахарным диабетом.
Аргинин-вазопрессин переносится в почки, где его регуляторное действие опосредуется
V2-рецепторами (ген AVPR2). V2-рецептор вазопрессина представляет собой рецептор,
связанный с G-белком, физиологическая роль которого заключается в активации
аденилатциклазы, приводящей к увеличению внеклеточного уровня циклической АМФ
(цАМФ). Мутации в AVPR2 приводят к развитию Х-сцепленного почечного несахарного
диабета.
В толстом восходящем отделе петли Генле транспорт натрия и хлорида из просвета
опосредуется буметадин-чувствительным Na+/K+/Cl--котранспортером. Вазопрессин
увеличивает его активность.
Вазопрессин влияет на транспорт натрия в дистальных извитых канальцах за счет
увеличения активности апикального тиазид-чувствительного Na+/Cl--котранспортера.
Функция этого котранспортера также регулируется альдостероном. Инактивирующие
мутации в тиазид-чувствительном Na+/Cl--котранспортере приводят к развитию синдрома
Гительмана, который проявляется гипотензией, гипокалиемией, гипомагниемией,
гипокальциурией и метаболическим алкалозом.
В почках обнаружен ряд аквапоринов (водных каналов). Нарушение регуляции
аквапорина-2 играет ключевую роль как при заболеваниях, сопровождающихся
полиурией, так и при болезнях, ассоциированных с гипонатриемией разведения.
Полиурия, обусловленная нарушением регуляции транспортировки воды вследствие
патологии почек, называется синдромом почечного несахарного диабета. Дисрегуляция
аквапорина-2 наблюдается при целом ряде синдромов, ассоциированных с задержкой
жидкости, главным образом при застойной сердечной недостаточности, циррозе печени и
синдроме неадекватной секреции антидиуретического гормона (СНСАДГ).
Анализируются также функциональные взаимодействия с эпителиальными натриевыми
каналами и транспортерами мочевины.
Препараты, блокирующие водные каналы или каналы мочевины, в настоящее время не
созданы. Однако важная роль этих каналов в поддержании нормального баланса воды
свидетельствует о том, что подобные препараты (которые в настоящее время
разрабатываются) могут быть эффективны для лечения нарушений водного обмена.
Жак ШАНАР (Jacques CHANARD)
Профессор нефрологии