Вазопресин
нейрогіпофізарний гормон, що синтезується з гена AVP як пептидний прогормон у нейронах гіпоталамуса та перетворюється на AVP. Відповідає за у З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Аргінін вазопресин (АВП), також відомий як вазопресин, аргіпресин або антидіуретичний гормон (АДГ) — це нейрогіпофізарний гормон, що синтезується у багатьох ссавців. Його основні функції — утримання води в організмі і звуження судин. Вазопресин регулює утримання води в організмі, збільшуючи реабсорбцію в збірних трубочках нефрона у нирках.[1] Вазопресин збільшує водопроникність збірних трубочок і дистальних звивистих канальців у нирках, викликаючи переміщення водних каналів аквапорину-2 у плазматичній мембрані збірних канальців нефрона.[2] Вазопресин збільшує периферичний опір судин, що в свою чергу підвищує артеріальний тиск. Він відіграє ключову роль в гомеостазі, регулюючи рівень води, глюкози і солі у крові. Вазопресин утворюється з препрогормона-попередника, який синтезується в гіпоталамусі, накопичується і зберігається в пухирцях у задній долі гіпофізу, звідки вивільняється в кровотік. Однак деяка кількість вазопресину може виділятись безпосередньо в мозок і впливати на соціальну поведінку, сексуальну мотивацію, і материнську реакцію на стрес.[джерело?]
Фізіологія
Узагальнити
Перспектива
Функції
Однією з найбільш важливих функцій вазопресину є регуляція утримання води в організмі; він вивільняється, коли організм зневоднений і змушує нирки зберігати воду, тим самим концентруючи сечу і зменшуючи її об'єм. У високих концентраціях вазопресин також підвищує кров'яний тиск, викликаючи помірне звуження судин. Крім того, він впливає на мозок, що було продемонстровано в дослідженнях на мишах: висока щільність розподілу рецепторів вазопресину AVPr1a у вентральних областях переднього мозку степової полівки сприяє утворенню і координації системи винагороди при виборі партнера, що має вирішальне значення для утворення зв'язку у парі.[3]
Дуже схожа речовина, лізин вазопресин (ЛВП) або ліпресин, має ті ж функції у свиней і часто використовується у лікуванні людей.
Нирка
Вазопресин має два ефекти, що збільшують осмолярність сечі (підвищена концентрація) і знижують екскрецію води. До них належать:
- Збільшення проникності клітин дистальних канальців і збірних трубочок у нирках для води, завдяки чому відбувається реабсорбція води і виділення більш концентрованої сечі, тобто антидіуретичний ефект. Це відбувається внаслідок вбудовування водних каналів (аквапорин-2) в апікальну мембрану епітеліальних клітин дистальних канальців і збірних трубочок. Аквапорини дозволяють воді рухатися за їхнім осмотичним градієнтом з нефрону, збільшуючи кількість води, що реабсорбується з фільтрату (утворюваної сечі) назад в кровотік. V2 рецептори, які є G протеїн-зв'язаними рецепторами на базолатеральній плазматичній мембрані епітеліальних клітин, з'єднуються з гетеротримерним G-протеїном Gс, який активує аденілатциклазу III і VI для перетворення АТФ в цАМФ, і 2 неорганічні фосфати. Зростання кількості цАМФ потім запускає вбудовування аквапорин-2 водних каналів шляхом екзоцитозу внутрішньоклітинних везикул і переробки ендосом. Вазопресин також підвищує концентрацію кальцію в клітинах збірних трубочок, епізодично вивільняючись з внутрішньоклітинного депо. Вазопресин, що діє з допомогою цАМФ, також збільшує транскрипцію гену аквапорину-2, тим самим збільшуючи загальну кількість молекул аквапорину-2 в клітинах збірних трубочок. Циклічний АМФ активує протеїнкіназу А (ПКА), зв'язуючись з її регуляторними субодиницями і дозволяючи їм відокремитися від каталітичних субодиниць. Відокремлення відкриває каталітичний сайт ферменту, що дозволяє додавати фосфатні групи до протеїнів (у тому числі протеїну аквапорин-2), які змінюють їхні функції.
- Збільшення проникності збірних трубочок внутрішньої частини мозкового шару для сечовини шляхом регулювання витискання на поверхню клітини переносників сечовини,[4] що полегшує її реабсорбцію у кістковомозковий інтерстицій, коли вона проходить за градієнтом концентрації, який утворюється внаслідок видалення води із зв'язувальних канальців, збірних трубочок кіркового шару, і збірних трубочок зовнішньої частини мозкового шару.
Серцево-судинна система
Вазопресин збільшує периферичний судинний опір (звуження судин) і тим самим підвищує артеріальний тиск. Цей ефект мало проявляється у здорових людей, проте він стає важливим компенсаційним механізмом для відновлення артеріального тиску у випадку гіповолемічного шоку, що трапляється під час кровотечі.
Центральна нервова система
- Вазопресин залучений у процес формування пам'яті, в тому числі сповільнених рефлексів, образного мислення, короткострокової і довгострокової пам'яті, хоча механізм залишається невідомим. Тим не менш, синтетичний аналог вазопресину десмопресин є цікавим як імовірний ноотропний засіб.
- Вазопресин виділяється в мозок у циркадному ритмі нейронами супраоптичного ядра.
- Вазопресин, що виділяється з центрально проектованих нейронів гіпоталамусу, впливає на поведінку (агресія), регулювання кров'яного тиску та температури тіла.
- Цілком імовірно, що вазопресин діє у поєднанні з кортикотропін-рилізінг гормоном, модулюючи вивільнення кортикостероїдів з надниркових залоз у відповідь на стрес, а також під час вагітності та в період лактації у ссавців.[6][7][8]
- У дослідах на мишах було продемонстровано, що селективна блокада рецепторів AVPr1a у вентральному палідумі заважає степовим полівкам обирати партнера.[3]
- Останні дані свідчать про те, що вазопресин може мати знеболювальну дію, проте знеболювальний ефект вазопресину залежить від стресового стану і статі.[9]
- Дані експериментальних досліджень на тваринах показали, що точний розподіл вазопресину і його рецепторів у головному мозку пов'язаний з типовими зразками соціальної поведінки кожного виду. Зокрема, існують суттєві відмінності між моногамними і полігамними видами у розподілі рецепторів АВП, а іноді і в розподілі вазопресин-вмісних аксонів, навіть якщо порівнювати близькоспоріднені види.[10] Крім того, дослідження, які включають введення агоністів АВП у мозок, або блокування дії АВП, підтверджують гіпотезу, що вазопресин бере участь в розвитку агресії по відношенню до інших самців. Існує також доказ того, що відмінності в гені рецептора АВП в окремих особин виду можуть впливати на відмінності в соціальній поведінці.
- Є припущення, що генетичні варіації у чоловіків впливають на їхню поведінку у близьких стосунках. Мозок чоловіків використовує вазопресин як «нагороду» для формування міцного зв'язку з партнером, а чоловіки з одним або двома алельними генами більш схильні до розладів у сім'ї. Партнери чоловіків, які мають обидві алелі, що впливають на сприйняття вазопресину, розчаровані рівнем задоволеності, прихильності і згуртованості.[11]
Рецептори вазопресину розподілені вздовж шляху системи винагород (точніше — у вентральному палідумі), вони активуються, коли АВП вивільняється в процесі соціальної взаємодії (наприклад, спаровування) у моногамних степових полівок. Активація системи винагород підсилює таку поведінку, що призводить до обумовленого вибору партнера, і тим самим ініціює утворення зв'язку у парі.[12]
Регуляція
Вазопресин виділяється із задньої долі гіпофіза у відповідь на зниження обсягу плазми, на збільшення осмотичного тиску плазми, і у відповідь на виділення холецистокініну у тонкому кишечнику:
- Секреція у відповідь на зменшення обсягу плазми активується рецепторами тиску у венах, передсердях і сонних артеріях.
- Секреція у відповідь на збільшення осмотичного тиску плазми відбувається за участю осморецепторів у гіпоталамусі.
- Секреція у відповідь на збільшення рівня холецистокініну у плазмі вивчена недостатньо.
Нейрони, які виділяють АВП у супраоптичному ядрі і паравентрикулярному ядрі гіпоталамусу самі по собі є осморецепторами, але вони також отримують синаптичні вхідні сигнали інших осморецепторів, розташованих у областях, прилеглих до передньої стінки третього шлуночка мозку. До таких областей належать васкулярне тільце термінальної пластинки і субфорнікальний орган.
На секрецію вазопресину впливають багато факторів:
- Етанол (спирт) знижує кальцій-залежну секрецію АВП, блокуючи потенціалозалежні кальцієві канали у нейрогіпофізарних нервових закінченнях.[13]
- Ангіотензин II стимулює секрецію АВП, відповідно до своєї загальної судиннозвужуючої дії на організм.[14]
- Передсердний натрійуретичний пептид інгібує секрецію АВП, зокрема, шляхом інгібування ангіотензин II-індукованої стимуляції секреції АВП.[14]
Секреція
Основним стимулом для секреції вазопресину є збільшена осмолярність плазми. Зниження обсягу позаклітинної рідини також має цей вплив, але є менш чутливим механізмом.
Майже весь АВП у периферичній крові виробляється задньою долею гіпофіза (за винятком випадків з АВП-секретуючими пухлинами). Вазопресин виробляється магноцеллюлярними нейросекреторними нейронами у паравентрикулярному ядрі гіпоталамуса і супраоптичному ядрі. Потім вазопресин у складі нейросекреторних гранул, які знаходяться у тільцях Херінга (локалізовані розширення аксонів і нервових закінчень) проходить по аксону через лійку. Ці гранули переносять пептид безпосередньо до задньої долі гіпофіза, де він зберігається, поки не потрапляє в кров. Однак є два інших джерела АВП з важливими місцевими ефектами:
- АВП також синтезується парвоцелюлярними нейросекреторними нейронами у паравентрикулярному ядрі, транспортується і вивільняється в серединне піднесення, потім проходить через портальну систему гіпофіза в його передню частку, де він синергічно з кортикотропін-рилізінг гормоном стимулює кортикотропні клітини для вироблення АКТГ (сам по собі він є слабким засобом для посилення секреції).[15]
- Вазопресин також виділяється у мозок кількома різними популяціями менших нейронів.
Рецептори
Нижче наведена таблиця, яка узагальнює деякі дії АВП на його чотири рецептори, які по-різному виражені в різних тканинах і мають різні ефекти:
| Тип | Система вторинного месенджера | Розташування | Вплив |
|---|---|---|---|
| AVPR1A | фосфатидилінозитол / іон кальцію | Печінка, нирки, периферична судинна сітка, мозок | Звуження судин, глюконеогенез, агрегація тромбоцитів і виділення Фактору VIII і фактору Віллебранда; суспільне визнання,[16] circadian tau[17] |
| AVPR1B | фосфатидилінозитол / іон кальцію | Гіпофіз, мозок | Секреція адренокортикотропного гормону у відповідь на стрес;[18] соціальна інтерпретація нюхових сигналів[19] |
| AVPR2 | Аденілатциклаза / цАМФ | Базолатеральна мембрана клітин, що вистеляють збірні трубочки у нирках (особливо збірні трубочки кіркового шару і зовнішньої частини мозкового шару) | Вбудовування аквапорин-2 (AQP2) каналів (водних каналів). Це дозволяє воді реабсорбуватися за осмотичним градієнтом, так що сеча стає більш концентрованою. Вивільнення фактору Віллебранда та поверхнева експресія P-селектину через екзоцитоз тілець Вейбеля—Паладе з ендотеліальних клітин[20][21] |
| VACM1 | фосфатидилинозитол / іон кальцію | Судинний ендотелій і ниркові збірні канальці | Підвищує цитозольний кальцій і діє як зворотний агоніст накопичення цАМФ[22] |
Структура і спорідненість з окситоцином
Узагальнити
Перспектива
Вазопресини є пептидами, що складаються з дев'яти амінокислот (нонапептиди). (NB: величина з 164 амінокислот у вищенаведеній таблиці отримана до того, як гормон активується розщепленням). Амінокислотна послідовність аргінін вазопресину : Цис — Тир — Фен — Глн — Асн — Цис — Про — Арг — Глі, при цьому залишки цистеїну утворюють дисульфідні зв'язки. Лізин вазопресин має лізин замість аргініну.
Структура окситоцину дуже схожа на структуру вазопресинів: це також нонапептид з дисульфідним містком і його амінокислотна послідовність відрізняється тільки у двох положеннях (див. таблицю нижче). Два гени розташовані у тій же самій хромосомі, розділені відносно малою відстанню менше 15000 в більшості видів. Магноцелюлярні нейрони, які виробляють вазопресин, суміжні з магноцелюлярними нейронами, що виробляють окситоцин, і вони є схожими у багатьох відношеннях. Подібність двох пептидів може викликати деякі перехресні реакції: окситоцин має легку антидіуретичну дію, а високий рівень АВП може викликати скорочення матки[23][24]
Нижче наведена таблиця, що показує суперродину нейропептидів вазопресину і окситоцину :
| Родина вазопресину Хребетних | ||
|---|---|---|
| Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 | Аргіпресин (АВП, АДГ) | Більшість ссавців |
| Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2 | Ліпресин (ЛВП) | Свині, бегемоти, бородавочники, деякі сумчасті |
| Cys-Phe-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 | Феніпресин | Деякі сумчасті |
| Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 | Вазотоцин † | Не ссавці |
| Родина окситоцину хребетних | ||
| Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2 | Окситоцин | Більшість ссавців, сом |
| Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Pro-Gly-NH2 | Прол-Окситоцин | Деякі мавпи Нового світу, північні деревні землерийки |
| Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 | Мезотоцин | Більшість сумчастих, всі птахи, рептилії, амфібії, дводишні риби, латимерія |
| Cys-Tyr-Ile-Gln-Ser-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 | Серитоцин | Жаби |
| Cys-Tyr-Ile-Ser-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 | Ізотоцин | Кісткові риби |
| Cys-Tyr-Ile-Ser-Asn-Cys-Pro-Gln-Gly-NH2 | Глумітоцин | Скати |
| Cys-Tyr-Ile-Asn/Gln-Asn-Cys-Pro-Leu/Val-Gly-NH2 | Різні тоцини | Акули |
| Надродина вазопресину/окситоцину Безхребетних | ||
| Cys-Leu-Ile-Thr-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 | Діуретичний гормон | Сарана |
| Cys-Phe-Val-Arg-Asn-Cys-Pro-Thr-Gly-NH2 | Анетоцин | Дощовий черв'як |
| Cys-Phe-Ile-Arg-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2 | Lys-конопресин | Географічний та імператорський конічні равлики ставковий равлик, морський заєць, п'явки |
| Cys-Ile-Ile-Arg-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 | Arg-конопресин | Смугастий конічний равлик |
| Cys-Tyr-Phe-Arg-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 | Цефалотоцин | Восьминіг |
| Cys-Phe-Trp-Thr-Ser-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 | Октопресин | Восьминіг |
| † Вазотоцин є еволюційним предком усіх нейрогіпофізарних гормонів хребетних .[25] | ||
Роль у виникненні хвороб
Узагальнити
Перспектива
Нестача АВП
Знижена секреція АВП, або зниження ниркової чутливості до АВП призводять до нецукрового діабету — стану, що характеризується гіпернатріємією (підвищення концентрації натрію в крові), поліурією (надлишкове виробництво сечі), і полідипсією (спрага).
Надлишок АВП
Високий рівень секреції АВП може призвести до гіпонатріємії. У багатьох випадках секреція АВП є нормальною (у зв'язку з гострою гіповолемію), і цей стан називається «гіповолемічна гіпонатріємія». У деяких хворобливих станах (серцева недостатність, нефротичний синдром) об'єм рідини в організмі збільшується, але виділення АВП не пригнічується з різних причин; цей стан називається «гіперволемічна гіпонатріємія». Частина випадків гіпонатріємії не характеризується ані гіпер-, ані гіповолемією. У цій групі (названій «еуволемічна гіпонатріємія»), секреція вазопресину обумовлена нестачею кортизолу або тироксину (гіпофункція надниркових залоз та гіпотиреоз відповідно) або дуже низьким рівнем екскреції розчинених речовин з сечею (потоманія, низькопротеїнова дієта), або ж вона є цілком неналежною. Ця остання категорія класифікується як синдром неадекватної секреції антидіуретичного гормону (СНС АДГ).[26]
СНС АДГ у свою чергу може бути викликаний рядом проблем. Деякі форми раку можуть викликати СНС АДГ, зокрема, дрібноклітинний рак легенів, і ряд інших пухлин. Різноманітні захворювання, що вражають мозок або легені (інфекції, кровотечі) можуть бути рушійною силою СНС АДГ. Ряд препаратів було пов'язано з СНС АДГ, таких як окремі антидепресанти (інгібітори зворотного захоплення серотоніну і трициклічні антидепресанти), протисудомний препарат карбамазепін, окситоцин (використовується, щоб викликати і стимулювати пологи), і хіміотерапевтичний препарат вінкристин. Зрештою, цей синдром може траплятися без чіткого пояснення.[26]
Гіпонатріємію можна лікувати з допомогою антагоністів рецепторів вазопресину[26]
Фармакологія
Узагальнити
Перспектива
Аналоги вазопресину
Агоністи вазопресину використовуються терапевтично в різних станах. Його синтетичний аналог тривалої дії десмопресин використовується у станах, що характеризуються низькою секрецією вазопресину (наприклад, нецукровий діабет), а також для зупинки кровотеч (у деяких формах хвороби фон Віллебранда і у легкій формі гемофілії А) і у крайніх випадках нічного нетримання сечі у дітей. Терліпресин та споріднені аналоги використовуються за певних умов як судинозвужуючі засоби. Використання аналогів вазопресину для лікування варикозного розширення вен стравоходу почалося в 1970 році.[27]
Інфузії вазопресину також були використані як друга лінія лікування у пацієнтів з септичним шоком, які не реагують на високі дози інотропних препаратів (наприклад, допамін або норепінефрин).
Роль аналогів вазопресину в зупинці серця
Ін'єкції вазопресорів для лікування зупинки серця були вперше описапно в 1896 році австрійським вченим д-р Р. Готлібом, який описав вазопресор епінефрин як "вливання розчину екстракту наднирників для відновлення кровообігу, коли артеріальний тиск був знижений хлоралгідратом до рівня, який не можна виміряти ".[28] Сучасний інтерес до вазопресорів як засобів для лікування зупинки серця походить переважно з досліджень на собаках, проведених в 1960-х роках анестезіологами, докторами Джоном У. Пірсоном і Джозефом Стаффордом Реддінгом, в яких вони продемонстрували покращені результати з використанням додаткової внутрішньосерцевої ін'єкції адреналіну під час спроби реанімації після індукованої зупинки серця.[28] Крім того, внеском до ідеї, що лікування вазопресорами може бути корисним у разі зупинки серця, є дослідження, проведені на початку і в середині 1990-х років, які виявили значно більш високий рівень ендогенної сироватки вазопресину у дорослих після успішної реанімації у випадку позалікарняної зупинки серця в порівнянні з тими, хто не вижив.[29][30] Результати досліджень на тваринах підтримали використання вазопресину і адреналіну у спробах реанімації при зупинці серця, відзначається покращення коронарного перфузійного тиску[31], а також загальне покращення виживання в короткостроковій перспективі і неврологічних наслідків.[32]
Порівняння вазопресину і адреналіну
| Відносний ризик (95 % довірчий інтервал) | |
|---|---|
| Невдале відновлення спонтанного кровообігу | 0.81 (0.58-1.12) |
| Смерть до госпіталізації | 0.72 (0.38-1.39) |
| Смерть протягом 24 годин | 0.74 (0.38-1.43) |
| Смерть до моменту виписки з лікарні | 0.96 (0.87-1.05) |
| Кількість померлих і тих, що вижили з неврологічними порушеннями | 1,00 (0,94-1,07) |
Хоча обидва судинозвужуючі речовини, вазопресин та епінефрин, відрізняються тим, що вазопресин не має прямого впливу на скорочення серця як адреналін.[32] Таким чином, вазопресин теоретично має більшу перевагу у порівнянні з адреналіном при застосування у разі зупинки серця, оскільки не підвищує кисневу потребу міокарда та головного мозку.[32] Ця ідея призвела до проведення декількох досліджень для пошуку можливої різниці при клінічному застосування одного з цих двох гормонів. Невеликі початкові дослідження показали кращі результати при застосування вазопресину у порівнянні з адреналіном.[33] Однак при проведенні рандомізованих контрольованих випробувань дослідники не отримали очікуваних результатів при лікуванні вазопресином у випадках відновлення спонтанного кровообігу та покращення показника виживання до моменту виписки з лікарні,[33][34][35][36] до того ж систематичний огляд рецензованих літературних джерел та мета-аналіз опублікованих даних, завершений в 2005 році, не знайшли ніяких істотних відмінностей щодо застосування вазопресину (Таблиця 1).[31]
Вазопресин плюс адреналін
| Відносний ризик (95 % довірчий інтервал) | р-показник | |
|---|---|---|
| Відновлення спонтанного кровообігу[36] | 1.42 (1.14-1.77) | |
| Виживання до моменту госпіталізації[37] | 1.42 (1.02-2.04) | 0,05 |
| У підгрупі: електрична активність без пульсу[37] | 1.30 (0.90-2.06) | 0,02 |
| У підгрупі: колапс до прибуття швидкої, час 15-30 хвилин[37] | 1.22 (1.01-1.49) | 0,05 |
| У підгрупі: колапс до прибуття швидкої, час 30-45 хвилин[37] | 1.11 (1.00-1.24) | 0,05 |
| Виживання до моменту виписки з лікарні[36] | 3.69 (1.52-8.95) |
На даний час немає доказів значного підвищення виживання та покращенням неврологічних параметрів у пацієнтів, які отримують адреналіну і вазопресину під час зупинки серця.[31][34][38][39] Однак систематичний огляд рецензованої літератури з 2008 року виявив одне дослідження, яке показало статистично достовірне покращення у відновленні спонтанного кровообігу і виживанні до виписки зі стаціонару при застосуванні такого комбінованого лікування. На жаль, ті пацієнти, які дожили до виписки з лікарні, мали загальні несприятливі наслідки і багато з них мали постійні, важкі неврологічні розлади.[36][39] Пізніше опубліковані результати клінічних випробувань з Сингапуру показали аналогічні результати, виявивши, що комбіноване лікування лише покращує виживання до моменту госпіталізації, особливо в аналізі підгрупи пацієнтів з довшим часом «колапсу до прибуття швидкої», від 15 до 45 хвилин .[37] У таблиці 2 перераховані всі статистично значущі результати, виявленими у цих двох дослідженнях.
Методичні рекомендації Американської асоціації серця 2010
Методичні рекомендації Американської асоціації серця за 2010 рік щодо серцево-легеневої реанімації і невідкладної допомоги при серцево-судинних захворюваннях рекомендують застосування андреналіну у дорослих пацієнтів при зупинці серця (Class IIb, LOE A recommendation).[40] Вазопресин в методичній рекомендації не вказується як частина алгоритму допомоги у випадку зупинки серця.[40] Однак, дозволяється замінити першу або другу дозу адреналіну на одну дозу вазопресину при лікуванні цього гострого стану (Class IIb, LOE A recommendation).[40]
Інгібування рецепторів вазопресину
Антагоністи рецепторів вазопресину є речовинами блокують рецептори вазопресину. Вони можуть бути використані в лікуванні гіпонатріємії.[41]
Див. також
- Окситоцин
- Сексуальна мотивація і гормони
- Рецептори вазопресину
- Антагоністи рецепторів вазопресину
- Біологічні основи кохання
Примітки
Посилання
Джерела
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.