Aldosteron , znany również jako electrocortina jest steroidowy hormon (pochodzący z cyklopentanu perhidrofenantreno) otrzymany przez część kłębuszkowej kory nadnercza i które odnosi się do kontroli poziomu sodu, potasu i wodą w płynie zewnątrzkomórkowym.
Wszystkie hormony steroidowe są syntetyzowane z cholesterolu, który może pochodzić z trzech źródeł: z pożywienia (prawie 80%), z octanu lub z zapasów estrów cholesterolu w tkankach produkujących te hormony (tkanki steroidogeny).
Struktura chemiczna hormonu aldosteronu (źródło: Wesalius via Wikimedia Commons)
Cholesterol, który dostanie się do diety, jest transportowany w ludzkim osoczu krwi za pośrednictwem lipoprotein o małej gęstości lub LDL (lipoprotein o małej gęstości) i jest wprowadzany do komórek poprzez określone mechanizmy endocytozy.
Albumina i globuliny osocza (białka krwi) działają jako transportery dla hormonów steroidowych. Transport aldosteronu zachodzi w sposób nieswoisty i około 50% aldosteronu w osoczu znajduje się w stanie wolnym.
Wzrost stężenia ACTH lub hormonu adrenokortykotropiny, angiotensyny i potasu w osoczu, zmniejszenie stężenia sodu w osoczu i przedsionkowego czynnika natriuretycznego to tylko niektóre z czynników stymulujących syntezę i uwalnianie aldosteronu.
Hormon ten uczestniczy w indukcji reabsorpcji sodu w przewodzie zbiorczym nerkowym, zwiększając jego wejście przez kanały sodowe tego przewodu. Podobnie, promuje się wydalanie przez nerki i wydalanie potasu i H +.
Prawidłowe wartości aldosteronu w osoczu zależą od spożycia sodu; wahają się między 80-250 pmol / l i mogą osiągnąć nawet 300-900 mmol / l u pacjentów na diecie bogatej w sód.
cechy
Główną funkcją aldosteronu jest regulacja poziomu Na + i wody w płynie zewnątrzkomórkowym, a także regulacja wydzielania K + i H + przez nerki oraz modyfikacja wydzielania jonów w innych tkankach, takich jak ślinianki, błona śluzowa jelit i gruczoły. spocony.
Aldosteron wspomaga nerkowe wchłanianie sodu i wydalanie jonów potasu i wodoru, w wyniku czego sód jest zatrzymywany, a wydalanie jonów potasu i wodoru z moczem jest zwiększone. Woda jest ponownie wchłaniana razem z sodem poprzez efekt osmotyczny.
Reprezentatywny schemat mechanizmu sprzężenia zwrotnego aldosteronu (źródło: OpenStax College za pośrednictwem Wikimedia Commons)
Ponieważ obsługuje elektrolity, hormon ten jest również nazywany hormonem mineralokortykoidu nadnerczy. Jest najsilniejszym naturalnym mineralokortykoidem i jest transportowany w osoczu krwi w postaci wolnej lub w połączeniu z niektórymi białkami.
Okres półtrwania aldosteronu wynosi około 15-20 minut, a wątroba jest odpowiedzialna za jego szybką eliminację poprzez tworzenie z aldosteronu metabolitu zwanego 3-glukuronidem tetrahydroksyaldosteronu, który jest następnie eliminowany przez nerki przez mocz.
Synteza
Nazwa chemiczna aldosteronu to 11β, 21-Dihydroksy-3,20-diokso-4-pregne-18-al. Jej synteza zachodzi w komórkach warstwy kłębuszkowej lub podtorebkowej kory nadnerczy (bardzo ważne gruczoły zlokalizowane w górnej części nerek).
Synteza aldosteronu rozpoczyna się od transportu cholesterolu z cytozolu komórkowego do mitochondriów.
Pierwszym krokiem jest konwersja cholesterolu do pregnenolonu, który następnie przekształca się w progesteron, a następnie w dezoksykortykosteron (DOC), kortykosteron, a na końcu w aldosteron.
Transport cholesterolu do wodnego cytozolu, gdzie jest on słabo rozpuszczalny, zachodzi za pomocą białka nośnikowego sterolu znanego jako „białko nośnikowe sterolu 2” lub SPD-2. To jest białko odpowiedzialne za transport cholesterolu do mitochondriów.
Inne białko zwane StAR (Steroidogenic Immediate Regulator) umożliwia wejście cholesterolu do przestrzeni międzybłonowej (przez zewnętrzną błonę mitochondriów).
Synteza aldosteronu (źródło: Calvero za pośrednictwem Wikimedia Commons)
Wewnątrz mitochondriów większość enzymów steroidogennych jest częścią kompleksu oksydazy cytochromu P450.
Konwersja cholesterolu do pregnenolonu zachodzi przez enzym rozszczepiający łańcuchy boczne cholesterolu, lepiej znany jako P450scc. Enzymy tego typu przecinają łańcuch boczny cholesterolu w mitochondriach, a także hydroksylacje w pozycjach 20α i 22 oraz rozszczepiają wiązanie między atomami węgla 20-22.
Enzymy 3β-HSD (dehydrogenaza 3β-hydroksysteroidowa) i Δ5,4izomeraza, które nie są częścią kompleksu P450, pośredniczą w transformacji pregnenolonu do progesteronu odpowiednio przez hydroksylację i izomeryzację.
Ta reakcja zachodzi w retikulum endoplazmatycznym komórek kory nadnerczy produkujących aldosteron.
Enzym P450c21 jest 21-hydroksylazą, która przekształca progesteron w 11-deoksykortykosteron, który jest następnie hydroksylowany przez 11β-hydroksylazę i przekształcany w kortykosteron.
Enzym 18-hydroksylaza lub syntetaza aldosteronu przekształca, poprzez hydroksylację, kortykosteron w 18-hydroksykortykosteron, z którego w wyniku wymiany alkoholu w pozycji 18 na grupę aldehydową otrzymuje się aldosteron.
Jak wywoływana jest wydzielina?
Zarówno wydzielanie, jak i funkcja aldosteronu zależą od kilku elementów, wśród których znajdują się czynnik natriuretyczny lub FNA oraz angiotensyna II. FNA to hormon peptydowy syntetyzowany przez mięsień przedsionkowy i wydzielany przez te komórki w odpowiedzi na rozciągnięcie przedsionka.
Z wydzielaniem aldosteronu związane są również inne czynniki, choć słabsze, są to: hormon adrenokortykotropiny (ACTH), sód i potas w osoczu.
ACTH lub adrenokortykotropina to hormon wytwarzany przez przysadkę mózgową. Jego wydzielanie jest stymulowane przez CRH lub hormon uwalniający kortykotropinę, który jest hormonem syntetyzowanym i uwalnianym przez podwzgórze i stanowi część osi podwzgórze-przysadka-nadnercza w celu regulacji wydzielania aldosteronu.
Mechanizm regulacyjny tej osi podwzgórze-przysadka-nadnercza jest mechanizmem ujemnego sprzężenia zwrotnego, w którym końcowe produkty stymulacji hamują wydzielanie różnych hormonów tej osi.
Wzrost stężenia angiotensyny II jest spowodowany stymulacją wydzielania reniny przez komórki ziarniste aparatu przykłębuszkowego nerek. Komórki te wydzielają reninę stymulowaną różnymi czynnikami, takimi jak:
- Zmniejszone ciśnienie perfuzji nerek
- Zmiany w składzie płynu kanalikowego, który obmywa plamkę densa w nerkach lub
- Stymulacja nerwów współczulnych nerek i inne czynniki
Renina jest enzymem proteolitycznym, który rozkłada angiotensynogen i przekształca go w angiotensynę I, która jest przekształcana do angiotensyny II przez enzym konwertujący angiotensynę II. Jak wspomniano, angiotensyna II stymuluje wydzielanie aldosteronu.
Jeśli zwiększa się spożycie sodu, zwiększa się objętość osocza, a to z kolei odruchowo zmniejsza napięcie współczulne nerek, co również zmniejsza produkcję reniny i angiotensyny. Wzrost objętości osocza powoduje wzrost wydzielania FNA.
Zarówno spadek angiotensyny II, jak i wzrost FNA powodują zmniejszenie wydzielania aldosteronu, co z kolei zwiększa nerkowe wydalanie sodu i wody, a tym samym reguluje stężenie tego jonu w obliczu zmian jego zużycia.
Mechanizmy działania
Głównym narządem docelowym aldosteronu jest nerka, a zwłaszcza kanalik zbiorczy i kanalik dystalny.
W tym obszarze aldosteron wnika do komórek i wiąże się z receptorem wewnątrzkomórkowym. Kompleks wiążący aldosteron i receptor dyfundują do jądra i inicjowane są funkcje hormonalne.
Zdolność aldosteronu do zwiększania wchłaniania zwrotnego sodu wynika z kilku mechanizmów. Hormon ten zwiększa liczbę kanałów sodowych na granicy światła komórek przewodów zbiorczych.
Dzieje się tak z jednej strony dlatego, że stymuluje prezentację tych kanałów na powierzchni komórek kanalików dystalnych i zbiorczych, az drugiej zwiększa ich syntezę.
Aldosteron pośrednio stymuluje pompę sodowo-potasową na podstawno-bocznej powierzchni komórek kanalików zbiorczych. Ta pompa wciąga sód do płynu śródmiąższowego, co ułatwia wejście sodu do komórki rurkowej poprzez utrzymywanie wysokiego gradientu elektrochemicznego tego jonu.
Podobnie ilość sodu, który jest ponownie wchłaniany, zależy od obciążenia. Im więcej sodu dopływa płyn wchodzący do rurki zbiorczej, tym więcej sodu zostanie wchłonięte, ponieważ im większy będzie przeznabłonkowy potencjał elektrochemiczny, który wypycha sód. To jest zwiększone przez aldosteron.
Wartości normalne
Prawidłowe wartości aldosteronu w osoczu krwi zależą od spożycia sodu i pozycji ciała, w której jest on mierzony.
W pozycji leżącej (na plecach) i zgłaszane w systemie międzynarodowym (SI), przy wysokim spożyciu sodu (od 100 do 200 mEq / dzień sodu), wartości wahają się między 80 a 250 pmol / l, co w jednostkach konwencjonalnie wynosiłyby od 3 do 9 ng / dl.
´ Graficzne przedstawienie pozycji grzbietowej / na plecach (źródło: BruceBlaus za pośrednictwem Wikimedia Commons)
W pozycji leżącej (na plecach) z niskim spożyciem sodu (10 mEq / dzień sodu), prawidłowe wartości mieszczą się w zakresie od 300-900 mmol / l (SI) do 12-36 ng / dl w konwencjonalnych jednostkach.
W pozycji stojącej i przy wysokim spożyciu sodu wartości wahają się od 100 do 800 mmol / l (SI) i od 4 do 30 ng / dl. W tej samej pozycji, ale przy niskim spożyciu sodu, normalne wartości mieszczą się między 450 a 3800 mmol / l (SI) lub między 17 a 137 ng / dl w konwencjonalnych jednostkach.
Jednak każde laboratorium zgłasza wartości normalne zgodnie z zastosowaną metodą pomiaru.
Bibliografia
- Gardner, DG, Shoback, D. i Greenspan, FS (2007). Endokrynologia podstawowa i kliniczna Greenspana. McGraw-Hill Medical,
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, P. i Rodwell, V. (2009). Ilustrowana biochemia Harpera. 28 (str. 588). Nowy Jork: McGraw-Hill.
- Booth, RE, Johnson, JP i Stockand, JD (2002). Aldosteron. Postępy w edukacji fizjologicznej, 26 (1), 8-20.
- Connell, JM i Davies, E. (2005). Nowa biologia aldosteronu. Journal of Endocrinology, 186 (1), 1-20.
- Ganong, WF i Barrett, KE (2012). Przegląd fizjologii medycznej autorstwa Ganonga. McGraw-Hill Medical.