Антидиуреттік гормон, альдостерон және ренин-ангиотензиндік жүйенің, натрий-уретикалық фактордың қызметі.

Су-тұз алмасуы. Бүйректер және зәр биохимиясы.

Патология кезінде біршама жиі бұзылатын зат алмасуының бірі су-тұз алмасуы болып табылады. Ол су мен минералдық заттардың ағзаның сыртқы ортадан ішкі ортасына және керісінше үнемі, тұрақты түрде, алмасып отыруымен байланысты.

Ересек адамның ағзасындағы судың үлесіне дене массасының 2/3 бөлігі (58-67%) келеді. олардың жартысына жуық көлемі бұлшықеттерде жинақталған. Суға қажеттілік (адам тәулік сайын 2,5-3 л сұйық қабылдайды) оның сусын түрінде (700-1700 мл), тағам құрамындағы су түрінде (800-1000 мл) және ағзада зат алмасуы кезінде түзілетін эндогендік су 200-300 мл (100 г май, белок, көмірсу ыдырауға түскенде сәйкес түрде 107, 41, 55 г су бөлінеді) есебінен толықтырылады. Эндогендік сулар салыстырмалы түрде көп мөлшерде майлардың тотығуы процессінің активтелуі кезінде синтезделеді. Бұл ұзаққа созылған стресс жағдайлары, симпатикалық-адреналдық жүйенің қоздырылуы, семіздіктен арылу кезінде қолданатын диетотерапия тәріздес әртүрлі жағдайларда байқалады.

Тұрақты өтетін судың міндетті түрде ағзадан шығарылуы есебінен ағза ішіндегі судың көлемі өзгеріссіз сақталады. Мұндай шығарылу жолдары бөлінеді: реналдық (1,5 л), экстрареналдық (асқазан-ішек трактісі арқылы шығарылу) (50-300 мл), тыныс алу және тері арқылы (850-1200 мл). Міндетті түрде ағзадан тәулік бойы судың шығарылуы барлығы 2,5-3 л болады. Бұл көп жағдайда ағзадан шығарылатын шлактардың мөлшеріне тәуелді болады.

Судың қызметі. Судың тіршілік процессіне қатысуы біршама әртүрлі. Су көптеген қосылыстар үшін еріткіш болады; кейбір физика-химиялық және биохимиялық айналулардың тікелей компоненті болады; эндо- және экзогендік заттардың тасымалдаушысы болады. Мұнан басқа, ол, байламдар, бұлшықеттердің, буын шеміршектерінің үйкелістерін бәсеңдетіп (сол арқылы олардың қозғалуын жеңілдетіп) механикалық қызметті атқарады. Су ағзаның термореттелуі процесіне қатысады. Су, оған тәуелді, плазманың осмостық қысымының шамасын (изоосмияны) және сұйықтың көлемін (изоволемияны), қышқылдық-сілтілік қалыптың реттелуі механизмдері қызметін, температураның тұрақтылығын қамтамассыз ететін (изотермияны) процесстердің өтуіне қатысып гомеостаздың ұсталуына да қатысады.

Адам ағзасында су келесі негізгі үш физика-химиялық қалыпта болады: 1) бос, немесе, мобилденген су (ол судың жасуша ішілік бөлігін, қанның, лимфаның құрамындағы суды, интерстициалдық суды құрайды); 2) гидрофилдік коллоидтармен байланысқан су; 3) белоктар, майлар, көмірсулар молекулалары құрылымына кіретін конституциалдық суға бөлінеді.

Массасы 70 кг ересек адамның ағзасында бос судың және гидрофилдік коллоидтармен байланысқан көлемі дене массасының 60%-ын немесе 42 л құрайды. Бұл сұйықты құрайтындар: жасуша ішілік су (оның үлесіне дене массасының 28 л, немесе 40% келеді) бұл жасуша ішілік секторды құрайды және жасуша сыртылық су (оның үлесіне дене массасының 14 л, немесе 20% келеді) жасуша сыртылық секторды құрайды. Соңғысының құрамына тамыр ішілік (интраваскулярлық) сұйық кіреді. Бұл тамыр ішілік сектор плазмадан (2,8 л) түзіледі, оның үлесіне дене массасының 4-5%-ы кіреді, және лимфадан түзіледі.

Интерстициалдық судың құрамына жасушаралық су жасушаралыққа ұйымдасқан сұйық (дене массасының 15-16%-н немесе 10,5 л құрайтын), немесе байламдардың, сіңірлердің, фасциялардың, шеміршектердің және т.б. құрамына кіретін сулар жатқызылады. Мұнан басқа, жасуша сыртылық секторға кейбір қуыстарда болатын сулар (іш және плевралдық қуыстағы, перикардтағы, буындардағы, ми қарыншаларындағы, көз камерасындағы және т.б.), сонымен бірге асқазан-ішек трактісіндегі сулар да кіреді. Бұл қуыстардағы сұйықтар метаболиттік процестерге активті түрде қатыспайды.

Су адам ағзасында оның әртүрлі бөліктерінде тұрып қалмайды, керісінше, әр секторлар арасында және сыртқы ортамен үздіксіз алмасуда болады. Судың ағзадағы қозғалысы негізінен асқорыту сөлдерінің бөлінуімен байланысты атқарылады. Мысалы, сілекей, ұйқы безінің сөлі арқылы ішекке тәулігіне 8 л су бөлінеді, бірақ бұл су асқорыту трактісінде қайта сіңірілетін болғандықтан практика жүзінде жоғалтылмайды.

Адам ұлпасының минералдық заттары. Ағза сұйықтарының электролиттік құрамы. Ағза сұйығының көлемін, электролиттік құрамын, рН-н реттеу механизмдері.

Тіршілік үшін қажетті элементтер макроэлементтерге (олардың тәуліктік қажеттілігі > 100 мг) және микроэлементтерге (олардың тәуліктік қажеттілігі <100 мг) бөлінеді. Макроэлементтерге натрий (Na), калий (К), кальций (Са), магний (Мg), хлор (СІ), фосфор (Р), күкірт (S), йод (І) жатқызылады. Тіршілік үшін маңызды микроэлементтерге, өте аз мөлшерде болатындарға темір (Ғе), мырыш (Zn), марганец (Мn), мыс (Сu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Sе) және молибден (Мо) жатқызылады. Фтор (F) бұл топқа жатқызылмайды, бірақ ол сүйек пен тіс ұлпасын сау қалпында сақтау үшін қажет. Микроэлементтер ванадий, никель, қалайы, бор және кремнийдің тіршілік үшін маңыздылығы әлі де ашық қалуда. Бұл элементтерді шартты түрде эссенциальды деп атау қабылданған.

Ересек адамдардың ағзасында (65 кг массаға есептелген) минералдық заттардың орташа мөлшері кесте-1-де келтірілген. Ересек адамға қажетті тәуліктік орташа қажетті мөлшері 4 бағанада берілген.Балаларға, әйелдерге жүктілік және бала емізу кездерінде, сонымен бірге науқастарға микроэелементтердің қажеттілігі жоғары болады.

Көптеген элементтерді ағза қор ретінде жинауы мүмкін болғандықтан олардың қалыпты мөлшерден ауытқулары уақыт аралығында бірден байқалмайды. Кальций апатит формасында сүйек ұлпасында, йод қалқанша безінің тиреоглобулині құрамында, темір — ферритин және гемосидерин құрамында сүйек майында, көкбауырда, бауырда кездеседі. Көптеген микроэлементтердің сақталатын орны бауыр болып табылады.

Минералдық заттардың алмасуы гормондар арқылы бақыланады. Бұл, мысалы, Н₂О, Ca²⁺, PO₄^3- қабылдануына, Fe²⁺, I^- байланысуына, H₂O, Na⁺, Ca²⁺, PO₄^3- экскрециясына байланысты болады.

Тағамнан абсорбтелінген минералдық заттардың мөлшері ағзаның метаболиттік қажеттілігіне және кейбір жағдайларда тағамдық өнімдердің құрамына да тәуелді. Тағам құрамының мысалы ретінде кальцийді қарастыруға болады. Ca²⁺ ионының сіңірілуін сүт және лимон қышқылдары қабілеттендіреді, ал фосфат-ион, оксалат-ион және фитин қышқылдары кальцийдің сіңірілуін комплекстер мен нашар еритін тұздарды (фитин) түзілдіріп тежейді.

Минералдық заттардың жетіспеушілігі— сирек емес құбылыс. Ол әртүрлі себептерден дамиды, мысалы, біртекті тағаммен қоректенгенде, сіңірудің бұзылуында, әртүрлі аурулар кезінде. Кальцийдің жетіспеушілігі жүктілік кезінде, сонымен бірге рахит немесе остеопороз кезінде байқалады. Хлор жетіспеушілігі үздіксіз күшті құсу кезінде Сl^- иондарын жоғалтқанда болады.

Тағам құрамында йодтың жетіспеушілігінен Орталық Европаның және Азияның көптеген аймақтарында йод жетіспеушілік құбылысы және зоб ауруы кең таралған. Магний жетіспеушілгі диареяда немесе біртекті тағаммен қоректенгенде, алкоголизм кезінде дамуы мүмкін. Ағзада микроэлементтердің жетіспеушілігі қан жасаудың бұзылуы немесе анемия арқылы байқалады.

Кестеде көрсетілген мәліметтер бойынша барлық макроэлементтерге жуығы ағзада құрылымдық компоненттер және электролиттер ретінде қызмет атқарады. Сигналдық қызметті йод (йодтирониндер құрамында) және кальций атқарады. Көптеген микроэлементтер белоктардың немесе ферменттердің кофакторы болып табылады. Мөлшерлік қатынастары бойынша ағзада темірқұрамды белоктар (гемоглобин, миоглобин және цитохром) басым болады, сонымен бірге 300-ден астам мырыш құрамды белок кездеседі.

Кесте 1

Минералдық заттардың құрамы , қажеттілігі және қызметі

Элементтер	мөлшері,г	шығу көзі	тәуліктік қажеттілігі, г	қызметі
Су	35000 - 40000	Сусындар, тағам құрамындағы су, тотығу процестері (300 г)	1200 - 900	Еріткіш, жасушаның құрам бөлігі, диэлектрик, хладоагент, тасымалдаушы, реагент
Макроэлементтер (тәуліктік қажеттілігі >100 мг)
Nа   К     Са     Мg   СІ   Р   S		Ас тұзы   Көк-өніс, жеміс, дақылдар   Сүт, сүт өнімдері     Жас көк-өністер   Ас тұзы   Ет, сүт, дәндер, көк-өніс   S-құрамды аминоқышқылдар (Цис, Мет.)	1,1 – 3,3   1,9 – 5,6     0,8     0,35   1,7 – 5,1   0,8   0,2	Осмореттелу, мембраналық потенциал, минералдық заттардың алмасуы Мембраналық потенциал, минералдық заттардың алмасуы Сүйек ұлпасын қалыптастыру, қанның ұюы, сигналдық заттар Сүйек ұлпасын қалыптастыру, ферменттердің кофакторы Минералдық заттардың алмасуы Сүйек ұлпасын қалыптастыру, энергия алмасуы, нуклеин қышқылдары алмасуы Липидтер, көмірсулар алмасуы, конъюгаттар түзілуі
Микроэлементтер (тәуліктік қажеттілік <100 мг )
Ғе   Zn Мn   Сu   Со Сr Мо   Se І   Ғ	4 -5   2 -3 0,02   0,1 – 0,2   <0,01 <0,01 0,02     0,03	Ет, бауыр, жұмыртқа, көк-өніс, картоп, дәндер Ет, бауыр, дәндер Көптеген тағамдық өнімдер Ет, көк-өніс, жеміс, балық Балық   Дәндер, жаңғақ, бұршақтар Ет, көк-өніс Теңіз балығы, йодталған тұз, су Ауыз су, шай, сүт	2 -5   2-3   іздері ғана 0,05 – 0,2 0,15 – 0,5   0,05 – 0,2 0,15   0,0015 – 0,004	Гемоглобин, миоглобин, цитохромдар, Ғе/ S-орталық     Цинк-құрамды ферменттер Ферменттер   Оксидазалар   В12 витамині Анықталмаған Оксиредуктазалар   Селенқұрамды ферменттер Тироксин   Сүйек, тіс эмалі

Антидиуреттік гормон, альдостерон және ренин-ангиотензиндік жүйенің, натрий-уретикалық фактордың қызметі.

Тұз-су гомеостазының негізгі параметрлеріне осмос қысымы, ортаның рН-ы және жасуша ішілік және жасуша сыртылық сұйықтардың мөлшері жатқызлады. (Сур.2.). Бұл параметрлердің өзгерісі артериялық қысымның өзгеруіне, ацидозға немесе алкалозға, дегидратацияға және ісіктерге әкеле алады. Су-тұз балансының реттелуіне қатысатын негізгі гормондарға АДГ (антидиуреттік гормон, вазопрессин), альдостерон және жүрекшенің натрий-уретикалық факторы (НУФ) жатқызылады.

АДГ немесе вазопрессин — пептид, құрамында 1 дисульфидтік көпірше байланысымен жалғасқан 9 аминоқышқыл болады. Ол гипоталамуста прогормон түрінде синтезделеді, сонан кейін гипофиздің артқы бөлігіне жүйке ұлпасының соңдары арқылы тасымалданады. Олардан сәйкес стимул әсері кезінде қан айналысына секретеледі. Аксон бойымен тасымалдануды арнайы тасымалдаушы белок — нейрофизин атқарады.

АДГ секрециясын дамытатын стимул қызметін натрий ионы концентрациясының жоғарылауы және жасушадан тыс сұйықтың осмостық қысымының жоғарлауы атқарады.

АДГ үшін аса маңызды нысана-жасушалар — бұлар бүйректің дистальдық және жинақтаушы түтікшелерінің жасушалары болып табылады. Бұл түтікшелердің жасушалары суды салыстырмалы түрде өткізбейді және АДГ болмаған кезде зәр концентрацияланбайды, сондықтан көп мөлшерде бөлінуі мүмкін, тәулігіне 20 л астам (қалыпты мөлшері 1-1,5 л).

АДГ әсер ететін рецептордың екі түрі болады — V₁ және V_2. V₂ -рецепторы тек бүйректің эпителиалдық жасушаларының беткейінде ғана анықталған (сурет4). АДГ-ның V₂ рецептормен байланысуы аденилатциклазалық жүйені қосарландырады және ол протеинкиназа А-ның (ПКА) активтенуін стимулдейді. Протеинкиназа А (ПКА) белоктарды фосфорландырады. Бұл белоктар мембраналық белок – аквапорин-2-нің генінің экспресиясын стимулдейді. Аквапорин-2 апикалдық мембранаға ауысып, оған орналасып су каналдарын түзеді. Олар жасуша мембранасының су үшін селективті өткізгіштігін қамтамасыз етеді. Нәтижесінде судың бүйрек каналшаларынан реабсорциясы жүреді және су интерстициалдық кеңістікке өтеді.

V₁-рецептор жазық бұлшықет мембраналарында шоғырланған. Vi-дің АДГ мен байланысуы фосфолипаза С-ның активтенуіне әкеледі. Фосфолипаза С фо-сфатидилинозитол-4,5-бифосфатты гидролиздеп инозитол-3-фосфаттың (ИФ-3) түзілуіне әкеледі. ИФ-3 эндоплазмалық ретикулумнан Са²⁺-ң босатылуын жүргізеді. Гормонның Vi рецептор арқылы әсерінің нәтижесі тамырлардың жазық бұлшықеттік қабатын жиырылдыру болып табылады.

Гипофиздің артқы бөлігі дисфункциясынан болатын АДГ жетіспеушілігінде, сонымен бірге гормондық сигналдың берілу жүйесіндегі бұзылуда қантсыз диабеттің дамуы мүмкін. Қантсыз диабеттің негізгі белгісі — полиурия, немесе, тығыздығы төмен зәрдің көп мөлшерде бөлінуі.

Альдостерон — біршама активті минералокортикостероид. Ол бүйрекүстілердің қыртысты қабығында холестериннен синтезделеді.

Шумақтық аймақтағы жасушалардағы альдостеронның синтезі мен секрециясын ангиотензин II , АКТГ, простагландин Е стимулдейді. Сонымен қатар бұл процестер К⁺ концентрациясы жоғарлағанда жөне Nа⁺ концентрациясы төмен болғанда да активтенеді.

Гормон нысана-жасушалардың ішіне өтеді және ядрода немесе цитозолда орналасқан спецификалық рецептормен әсерлеседі.

Бүйрек каналшалары жасушаларында альдостерон белоктар синтезін стимулдейді, олар әртүрлі қызметтерді атқарады. Бұл белоктардың қызметі: а). бүйректік дистальдық каналшалардың жасушасының мембранасындағы натрий каналдарының активтілігін жоғарлатады, сол арқылы натрий ионының зәрден жасушаға тасымалдануын қабілеттендіреді; б). ҮКҚЦ ферменттері болып табылады, сондықтан Кребс циклінің АТФ молекуласын түзуі қабілетін жоғарлатады, ол иондардың активті тасымалдануы үшін қажет. в). К⁺,Nа⁺ АТФ-аза насосының жұмысын активтендіреді және жаңа насостардың синтезін стимулдейді. Альдостеронмен индуцирленетін белоктардың әсерінің қорытынды нәтижесінде нефрон каналшаларында натрий иондарының реабсорбциясы жоғарлайды, бұл ағзада NаСІ-дың ұсталуына әкеледі (сурет1).

Альдостеронның синтезі мен секрециясының негізгі реттелуі механизмі ренин-ангиотензиндік жүйемен атқарылады.

Ренин — фермент, ол бүйректік афференттік артериолдардың юкстагломерулярлық жасушаларында өндіріледі. Бұл жасушалардың шоғырлануы оларды артериялық қысымның өзгерістеріне ерекше сезімтал етеді. Артериялық қысымның төмендеуі, сұйықтың немесе қанның жоғалтылуы, NaCI кон­центрациясының төмендеуі рениннің босатылуын стимулдейді.

Ангиотензиноген —a₂ – глобулин, ол бауырда синтезделеді. Рениннің әсері үшін субстрат болып табылады. Ренин ангиотензиноген молекуласындағы пептидтік байланысты гидролиздейді және N-соңындағы декапептидті (ангиотензин І) бөледі.

Ангиотензин Iангиотензинөзгертуші фермент карбоксипептидилдипептидаза үшін субстрат болып табылады. Ол эндотелиалдық жасушалар мен қан плазмасында кездеседі. Ангиотензин І-ден екі терминалдық аминоқышқылдар бөлініп октапептид – ангиотензин ІІ түзіледі.

Ангиотензин IIальдостеронның өндірілуін стимулдейді, артериолдардың тарылуын дамытады, соның нәтижесінде артериялық қысым жоғарлайды, шөлдеу сезімі дамиды. Ангиотензин ІІ альдостеронның синтезі мен секрециясын инозитолфосфаттық жүйе арқылы активтендіреді (сурет2,3).

НУФ — пептид, құрамында 28 аминоқышқыл бір дисульфидтік көпірше байланысымен болады. НУФ кардиоциттерде синтезделіп препрогормон түрінде (126 аминоқышқыл қалдықтарынан тұратын) сақталады.

НУФ-тың секрециясын реттеуші негізгі фактор – бұл артериялық қысымның жоғарлауы. Басқа стимулдері: плазманың осмолярлығының жоғарлауы, жүрек соғысы жиілігінің жоғарлауы, қанда катехоламиндер мен глюкокортикоидтардың деңгейінің жоғарлауы.

НУФ-тың негізгі нысана-мүшелері – бүйректер, шеткері артериялар.

НУФ-тың әсер ету механизміне бірнеше ерекшеліктер тән (сурет5). Плазмалық мембранадағы НУФ рецепторы гунилатциклазалық активтілік көрсететін белок болып табылады. Рецептор домендік құрылымда болады. Лигандамен байланысатын домен жасуша сыртылық кеңістікте орналасқан. НУФ әсері болмаған кезде рецептор фосфорланған активсіз қалыпта болады. НУФ-тың рецептормен байланысқанында рецептордың гунилатцикдлаздық активтілігі жоғарлайды, ГТФ-тан цГМФ түзілуі өтеді.

НУФ-тың әсерінің нәтижесінде ренин мен альдостеронның түзілуі мен секрециясы ингибирленеді. НУФ-тың қорытынды әсері бұл Na⁺ пен судың экскрециясының бұзылуы және артериалық қысымның төмендеуі.

НУФ-ты ангиотензин ІІ-нің физиологиялық антогонисі ретінде қарастырады, себебі оның ықпалынан тамырлардың тарылуы және натрийдің ұсталуы емес, керісінше, тамырлардың кеңейуі мен тұздың жоғалтылуы өтеді.

Бүйректер судың тұрақты мөлшерін ұстауға жасуша ішілік және жасуша сыртылық иондық құрамға ықпал ету арқылы қатысады.